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Catalogação na publicação: Ana Paula M. Magnus – CRB 10/2052 T917f Tuler, Marcelo. Fundamentos de topografia [recurso eletrônico] / Marcelo Tuler, Sérgio Saraiva. – Dados eletrônicos. – Porto Alegre : Bookman, 2014. Editado também como livro impresso em 2014. ISBN 978-85-8260-120-4 1. Levantamento topográfico. 2. Topografia. I. Saraiva, Sérgio. II. Título. CDU 528.425 Tuler_topografia_Iniciais_eletronica.indd iiTuler_topografia_Iniciais_eletronica.indd ii 27/08/13 13:1027/08/13 13:10 38 F u n d a m e n to s d e T o p o g ra fi a Unidade de medida de volume A unidade padrão é o metro cúbico (m3), que corresponde a um cubo de 1 � 1 � 1 m. Há ainda as seguintes unidades volumétricas: • 1 litro � 1 dm3 • 1 jarda cúbica � 0,7645 m3 Exemplo 2.6 1 m3 � 1m � 1m � 1m � 10 dm � 10 dm � 10 dm � 1.000 dm3 ou, ainda, 1.000 litros � 100 cm � 100 cm � 100 cm � 1.000.000 cm3 Exemplo 2.7 Calcule a capacidade, em litros e em m3, de uma caixa d'água com as seguintes dimensões (largura � 4 m; comprimento � 100 dm; altura � 500 cm). Solução: Capacidade � largura � comprimento � altura � 4,000 m � 10,000 m � 5,000 m � 200 m3 Capacidade � 200 m3 � 200.000 litros Exemplo 2.8 Calcule a capacidade, em m3, de um motoscraper (tipo de trator articulado) que transporta 24 jardas cúbicas por viagem. Solução: 1 jarda cúbica � 0,7645 m3 24 jardas cúbicas � 18,348 m3 Capacidade � 18,348 m3 Unidade de medida angular As unidades de medidas dos ângulos e arcos utilizados em Topografia podem ser sexagesimais (grau), centesimais (grado) e o radiano. Tuler_topografia_02.indd 38Tuler_topografia_02.indd 38 23/07/13 16:5523/07/13 16:55 39 c a p ít u lo 2 P la n im e tr ia Sistema sexagesimal É o sistema mais utilizado na Topografia. No sistema sexagesimal, o círculo trigonométrico é dividido em 360 partes, tendo como unidade básica o grau (Fig. 2.2). Círculo: 360o Unidade básica: 1o Submúltiplos: Minuto: 60’ � 1o Segundo: 3.600” � 1o Logo: 1o � 60’ � 3.600” Geralmente, a origem da medição é na direção Norte, em sen- tido horário. As modalidades de ângulos horizontais e verticais utilizados na Topografia são comentados na seção “Goniologia”. Exemplo 2.9 30o 49’ 32,5” (lê-se trinta graus, quarenta e nove minutos e trinta e dois vírgula cinco segundos). De posse dos ângulos, podem-se executar as seguintes operações algébricas: a) Adição • Adicionar as unidades comuns. Exemplo 2.10 Some 50o 20’ 30” e 20o 45’ 43”. Solução: 50o 20’ 30” � 20o 45’ 43” 70o 65’ 73” � 71o 06’ 13” Logo, 70o 65’ 73” � 70o 66’ 13” � 71o 06’ 13”. b) Subtração • Subtrair as unidades comuns. 270° 0° = 360° 90° 180° Figura 2.2 Sistema sexagesimal. Tuler_topografia_02.indd 39Tuler_topografia_02.indd 39 23/07/13 16:5523/07/13 16:55 40 F u n d a m e n to s d e T o p o g ra fi a Exemplo 2.11 Subtraia 50o 20’ 30” e 10o 42’ 40”. Solução: 50o 20’ 30” 50o 19’ 90” 49o 79’ 90” � 10o 42’ 40” 10o 42’ 40” 10o 42’ 40” 39o 37’ 50” c) Multiplicação • Multiplicar apenas por números adimensionais. • Não multiplicar ângulos por ângulos. Exemplo 2.12 Multiplique 20o 20’ 30” por 5. Solução: 20o 20’ 30” � 5 100o 100’ 150” Corretamente, tem-se 101o 42’ 30”. d) Divisão • Dividir apenas por números adimensionais. • Não dividir ângulos por ângulos. Exemplo 2.13 Divida 80o 40’ 20” por 4. Solução: As relações trigonométricas envolvendo unidades de grau, minuto e segundo devem antes ser transformadas em frações decimais de graus (“decimalizadas”), por exemplo: sen 30o 30’ � sen 30,30o (erro muito comum em operações trigonométricas), pois sen 30o 30’ � 0,507538362921 sen 30,30o � 0,504527623815. Tuler_topografia_02.indd 40Tuler_topografia_02.indd 40 23/07/13 16:5523/07/13 16:55 41 c a p ít u lo 2 P la n im e tr ia A decimalização já existe na maioria das calculadoras científicas, devendo ser executada antes de qualquer operação matemática relacionada a ângulos sexagesimais. Exemplo 2.14 Decimalize e calcule: a) 30o 30’ b) 20o 06’ 18” c) tg (30o 20’ 01,20”) Solução: a) 60’ equivalem a 1o, então 30’ equivalem a 0,5o. Logo: 30o 30’ � 30o � 0,5o � 30,5o b) 60’ equivale a 1o, então 06’ equivalem a 0,1o; e 3600” equivalem a 1o, então 18” equivalem a 0,005o. Logo: 20o 06’ 18” � 20o � 0,1o � 0,005o � 20,105o c) tg (30o 20’ 01,20”) � tg (30,3336666667) � 0,585141328646 Sistema centesimal e radiano O sistema centesimal já foi empregado na Topografia, mas já não é tão comum na atualidade. No sistema centesimal, o círculo trigonométrico é dividido em 400 partes, tendo como uni- dade básica o grado (Fig. 2.3). Círculo – 400gr Unidade básica: 1gr Submúltiplos: Centigrado: 100 centrigados � 1gr; Decimiligrados � 10.000 decimiligrados � 1gr. 300gr 0gr = 400gr 100gr 200gr Figura 2.3 Sistema centesimal. Tuler_topografia_02.indd 41Tuler_topografia_02.indd 41 23/07/13 16:5623/07/13 16:56 42 F u n d a m e n to s d e T o p o g ra fi a Exemplo 2.15 382,4839gr (lê-se trezentos e oitenta e dois grados, quarenta e oito centigrados e trinta e nove decimiligrados). O radiano é o ângulo central correspondente a um arco de comprimento igual ao raio (Fig. 2.4). É muito utilizado na construção de rotinas automatizadas e algoritmos matemáticos. 2 � � � R → 360o a → Logo, 1 radiano � 57o 17’ 45” � . R a Figura 2.4 Sistema radiano. No Quadro 2.2, apresentamos a conversão de sistemas de unidades de medidas angulares vistos anteriormente. Quadro 2.2 Relação entre sistemas de unidades de medidas angulares Graus Grados Radianos 0o 0gr 0 rd 90o 100gr �/2 rd 180o 200gr � rd 270o 300gr 3�/2 rd 360o 400gr 2� rd Geralmente, é necessário transformar os valores entre os vários sistemas angulares, princi- palmente ao confeccionar um programa de cálculo. Alguns equipamentos modernos (es- Tuler_topografia_02.indd 42Tuler_topografia_02.indd 42 23/07/13 16:5623/07/13 16:56 43 c a p ít u lo 2 P la n im e tr ia tações totais, p. ex.) possibilitam a tomada dessas grandezas em quaisquer dos sistemas mencionados acima. Exemplo 2.16 Transforme: a) 358o (para grado) � 397,7g b) 120o (para grado) � 133,3g c) 76o (para grado) � 84,4g d) 104g (para grau) � 93,60 � 93o 36’ e) 96g (para grau) � 86o 24’ f ) 78g (para grau) � 70o 12’ g) 100o (para radiano) � 1,74 rd h) 2 rd (para grau) � 114o 36’ O Quadro 2.3 ilustra outros sistemas de unidades frequentemente utilizados nas medições em geral. Quadro 2.3 Resumo do Sistema Internacional de Unidades (SI) Grandeza Nome Símbolo Definição Comprimento Metro m “[...] distância percorrida pela luz no vácuo em 1/299.792.458 do segundo.” (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, 2012) Massa Quilograma kg “[...] um protótipo (determinado cilindro de platina e irídio) que corresponde ao peso de 1 litro de água que foi, de 1889 em diante, considerando a unidade de massa.” (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, 2012) Tempo Segundo s “[...] duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.” (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, 2012) Tuler_topografia_02.indd 43Tuler_topografia_02.indd 43 23/07/13 16:5623/07/13 16:56 44 F u n d a m e n to s d e T o p o g ra fi a Quadro 2.3 Resumo do Sistema Internacional de Unidades (SI) (Continuação) Grandeza Nome Símbolo Definição Corrente elétrica Ampère A “[...] corrente constante que, mantida em dois condutores retilíneos paralelos de comprimento infinito e seção circular transversal desprezível, situados no vácuo e distantes um do outro 1 metro, produziria entre esses condutores uma força igual a 2 � 10�7 Newton por metro.” (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, 2012) Área Metro quadrado m2 – Volume Metro cúbico m3 – Frequência Hertz Hz s�1 Densidade Grama por centímetrocúbico ou tonelada por metro cúbico g/cm3 ton/m3 – Velocidade Metro por segundo m/s – Aceleração Metro por segundo quadrado m/s2 – Força Newton N kg � m/s2 Pressão Pascal Pa N/m2 Trabalho/ Energia Joule J N � m Temperatura Kelvin K – Potência Watt W J/s Fonte: Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (2012). Tuler_topografia_02.indd 44Tuler_topografia_02.indd 44 23/07/13 16:5623/07/13 16:56 Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra. Capa Iniciais Ficha Catalográfica