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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE EXPRESSÃO GRÁFICA Professoras Deise Maria Bertholdi Costa e Luzia Vidal de Souza Disciplina Geometria Descritiva SISTEMAS DE PROJEÇÃO 1. Métodos de representação • Dupla Projeção Ortogonal (Monge) • Projeção Cotada (Büache) • Projeção Central (Cousinery) • Projeção Axonométrica (Polke) 2. Projeções → → → → → Monge) deou Mongeano Método(ou Ortogonal Projeção Duplaplanos maisou dois cascartográfi projeções especiais cotada projeção caaxonométri aperspectiv ortogonais cavaleira aperspectiv oblíquas cilíndrica cônica aperspectiv cônica plano só um 3. Operações fundamentais no desenho projetivo 3.1 Conceito de projetar a) Projetar um ponto A a partir de um outro ponto O, distinto de A, significa determinar a reta pertencente aos dois pontos. A reta OA é denominada projetante do ponto A, e o ponto O é denominado de centro de projeção (Figura 1). FIGURA 1 – PROJEÇÃO DO PONTO A O A Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 2 b) Projetar um ponto A a partir de uma reta r, não pertencente a esse ponto, significa determinar o plano pertencente ao ponto e à reta. Esse plano, α , é denominado plano projetante do ponto A, e a reta r é o eixo de projeção (Figura 2). FIGURA 2 – PROJEÇÃO DO PONTO A, A PARTIR DA RETA r c) Projetar uma reta r a partir de outra s significa determinar o plano definido pelas duas retas. O problema somente é possível se as retas forem coplanares, ou seja, concorrentes ou paralelas (Figura 3). FIGURA 3 – PROJEÇÃO DE UMA RETA A PARTIR DE OUTRA d) Projetar um objeto a partir de um ponto significa determinar as projetantes de todos os pontos desse objeto. Quando se quer projetar um sólido, normalmente são projetados somente os elementos necessários e suficientes que o determinam. Observação: Sejam uma reta a e um ponto B fixos e b uma reta móvel passando por B, que rotaciona: B A b α r A α r s Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 3 3.2 Conceito de cortar a) Cortar uma reta r por outra s, significa obter o ponto (rs) comum às duas retas. O ponto considerado pode ser próprio ou impróprio, conforme as retas sejam concorrentes ou paralelas. b) Cortar um plano α por uma reta r, ou uma reta r por um plano α , significa obter o ponto rα comum à reta e ao plano (Figura 4). FIGURA 4 – CORTE DA RETA r NO PLANO α c) Cortar um plano α outro β significa encontrar a reta αβ comum a ambos os planos (Figura 5). FIGURA 5 – CORTE DO PLANO α NO PLANO β d) Cortar um objeto por um plano significa encontrar a seção plana produzida por este plano no sólido considerado (Figura 6). FIGURA 6 – CORTE DO PLANO α NA SUPERFÍCIE β Observação: o ponto ou a reta ou a curva quando determinados por cortes chamam-se traços. α β αβ α β αβ r α rsrα Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 4 4. Conceito de projeção cônica (ou central) Considere um plano ′pi e um ponto fixo O não pertencente ao plano considerado. Denomina-se projeção central ou cônica, no plano ′pi , de um ponto A, distinto de O, ao traço A′ , produzido sobre o plano, pela reta projetante do ponto A (Figura 7). FIGURA 7 – PROJEÇÃO CÔNICA DO PONTO A O plano ′pi é denominado plano de projeção e o ponto O é denominado centro, polo ou vértice de projeção. A projeção central ou cônica é também denominada perspectiva cônica, ou perspectiva linear exata do ponto A. Observações: • Plano de projeção ≠ plano projetante. • O sistema é chamado de projeção cônica, pois as projetantes descrevem uma superfície cônica. 5. Conceito de projeção cilíndrica (oblíqua ou ortogonal) Denomina-se projeção cilíndrica de um ponto A, no plano ′pi a partir de O∞, ao traço A’ produzido sobre ′pi , pela reta projetante do ponto A (Figura 8). FIGURA 8 – PROJEÇÃO CILÍNDRICA DO PONTO A Observações: • Dado o ponto A, A’ é único, porém dado somente A’ sabe-se que o ponto A pertence à reta projetante; • O sistema é denominado projeção cilíndrica, pois as projetantes descrevem uma superfície cilíndrica; • Os pontos do plano de projeção coincidem com suas projeções; • Se a direção das projetantes for oblíqua ao plano de projeções tem-se o sistema de projeção Cilíndrica Oblíqua; • Se a direção das projetantes for perpendicular ao plano de projeções tem-se o Sistema de Projeção Cilíndrica Ortogonal. +O +A +A’ pi’ O∞ +A +A’ pi’ d Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 5 5.1 Propriedades das projeções cilíndricas (oblíquas ou ortogonais) Propriedade 1: A projeção cilíndrica de uma reta não paralela à direção das projetantes é uma reta (Figura 9). A projeção cilíndrica de uma reta paralela à direção das projetantes é um ponto (Figura 10). FIGURA 9 – PROJEÇÃO CILÍNDRICA DA RETA r FIGURA 10 – PROJEÇÃO CILÍNDRICA DA RETA r Observações: a) Se a projeção cilíndrica de uma reta é uma reta, então a reta objetiva não é paralela a direção das projetantes; b) Se a projeção cilíndrica de uma reta é um ponto, então a reta é paralela à direção das projetantes; c) Se uma reta é perpendicular ao plano de projeção, sua projeção cilíndrica-ortogonal sobre o mesmo será o seu traço no plano de projeção considerado. Reciprocamente, se a projeção ortogonal de uma reta sobre um plano reduzir-se a um ponto, então a reta será perpendicular ao plano de projeção, ou o que é equivalente, a reta será paralela à direção das projetantes. d) Uma reta r, não paralela à direção das projetantes, e sua projeção cilíndrica r′ são coplanares; logo, pode ocorrer entre a reta e sua projeção uma das seguintes condições: • r e r′ são concorrentes, neste caso a reta corta o plano de projeção (Figura 9); • São paralelas, neste caso a reta será paralela ao plano de projeção; • São coincidentes, neste caso a reta estará contida no plano de projeção. Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 6 Propriedade 2: Se duas retas r e s são paralelas, então as suas projeções cilíndricas ou são paralelas (Figura 11), ou são coincidentes (Figura 12) ou são pontuais (Figura 13). FIGURA 11 – PROJEÇÕES PARALELAS FIGURA 12 – PROJEÇÕES COINCIDENTES FIGURA 13 – PROJEÇÕES PONTUAIS Observação: A recíproca da propriedade 2 não é verdadeira (Figura 14).FIGURA 14 – CONTRA EXEMPLO DA RECÍPROCA DA PROPRIEDADE 2 Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 7 d A' B ' C' A B C Propriedade 3: Se dois segmentos são paralelos ou são colineares, então a razão entre eles no espaço conserva-se na projeção cilíndrica, desde que a direção dos segmentos não seja paralela à direção das projetantes (Figura 15). DC BA CD AB a paralelos não e colineares ou CD // AB Se ′′ ′′=⇒ d a) AB//CD FIGURA 15 – RAZÃO ENTRE AS PROJEÇÕES DE SEGMENTOS PARALELOS b) AB e CD colineares FIGURA 16 – RAZÃO ENTRE AS PROJEÇÕES DE SEGMENTOS COLINEARES Conseqüência: Se M é ponto médio do segmento AB então M’ é ponto médio da projeção do segmento AB (A’B’). Observação: A recíproca não é verdadeira. Ou seja, se AB/CD=A’B’/C’D’ não implica que AB//CD ou colineares. FIGURA 17 – CONTRA-EXEMPLO PARA A RECÍPROCA DA PROPRIEDADE 3 Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 8 d A' B '=C' =D' A D C B Propriedade 4: Se uma figura está contida num plano paralelo ao plano de projeção, então essa figura será congruente à sua projeção cilíndrica, isto é, a projeção cilíndrica desta figura está em verdadeira grandeza (V.G.) (Figura 17). F' α d F FIGURA 18 – PROPRIEDADE 4 Observação: A recíproca não é verdadeira em projeção oblíqua, porém é verdadeira em projeção ortogonal (Figura 19). FIGURA 19 – CONTRA-EXEMPLO PARA A RECÍPROCA DA PROPRIEDADE 4 Propriedade 5: Qualquer figura contida num plano paralelo a direção das projetantes tem para projeção um segmento que está contido no traço do plano dessa figura sobre o plano de projeção (Figura 20). FIGURA 20– PROPRIEDADE 5 Observação: A recíproca da Propriedade 5 é verdadeira. Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 9 5.2 Propriedades das projeções cilíndricas ortogonais Propriedade 6: Se um segmento é oblíquo ao plano de projeção ′pi , então sua projeção ortogonal é menor que a sua verdadeira grandeza (Figura 21). FIGURA 21 – PROPRIEDADE 6 Observação: A recíproca da Propriedade 6 é verdadeira. Propriedade 7: Se duas retas são perpendiculares ou ortogonais entre si, sendo uma delas paralela ou pertencente ao plano de projeção e a outra não perpendicular a esse plano, então as projeções ortogonais dessas retas são perpendiculares entre si (Figura 22). Resumindo: r ⊥ s ou r s (1) Se r // ′pi ou r ⊂ ′pi (2) ⇒ r’ ⊥ s’ (4) s ′pi (3) FIGURA 22 – PROPRIEDADE 7 Observação: As recíprocas da propriedade 7 são verdadeiras. São elas: Recíproca 1: (2) + (3) +(4) ⇒ (1) Recíproca 2: (1) + (4) ⇒ (2) + (3) Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 10 Exercícios: Considere um sistema de projeção cilíndrica com somente um plano de projeção ′pi . Escrever ao lado de cada exercício as propriedades geométricas e as propriedades das projeções cilíndricas utilizadas. 1. Representar o ponto médio M do segmento dado AB. a) b) 2. Representar o paralelogramo ABCD sendo dados os três vértices. a) b) A' B' D' A' B' C' c) d) A' B'D' A' B'=C' + A’ + B’ A’≡B’ + Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 11 A' B' G' 3. Representar o paralelogramo ABCD sendo dados os pontos A e B e o ponto M de interseção das diagonais. a) b) c) 4. Representar o triângulo ABC sendo dados os vértices A e B e o baricentro G. a) b) c) A’ + + B’ + M’ A’≡B’ + + M’ A’ + + M’≡B’ A’≡ B’ + + G’ A’≡ G’ + + B’ Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 12 A' O' C' A' B' C' 5. Representar o hexágono regular ABCDEF sendo dados dois vértices e o centro O da circunferência circunscrita. a) b) c) A' B' O' 6. Representar o hexágono regular ABCDEF sendo dados A, B e C a) b) c) + B’ + O’ A’ + + A’≡B’ + C’ + B’ + C’ A’ + Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 13 O MÉTODO DAS DUPLAS PROJEÇÕES ORTOGONAIS PARTE I – REPRESENTAÇÃO DO PONTO 1. Planos fundamentais de referência (PFR) Consideremos ′pi e π ′′ dois planos perpendiculares entre si, denominados Planos Fundamentais de Referência (PFR) ou Planos de Fundamentais de Projeção (PFP). Denominamos: ′pi - 1º PFR ou 1º PFP ou Plano Horizontal de Projeção. π ′′ - 2º PFR ou 2º PFP ou Plano Vertical de Projeção. A interseção de ′pi e π ′′ chama-se Linha de Terra. Esta divide ′pi nas partes: anterior e posterior e π ′′ em superior e inferior. Estes dois planos dividem o espaço em 4 porções, chamadas de diedros: 1º diedro – entre a parte anterior de ′pi e a superior de π ′′ 2º diedro – entre a parte posterior de ′pi e a superior de π ′′ 3º diedro – entre a parte posterior de ′pi e a inferior de π ′′ 4º diedro – entre a parte anterior de ′pi e a inferior de π ′′ Considerando uma origem O sobre a Linha de Terra temos os eixos x, y e z. No 1º diedro temos os valores para x ____ y ____ e z ____ No 2º diedro temos os valores para x ____ y ____ e z ____ No 3º diedro temos os valores para x ____ y ____ e z ____ No 4º diedro temos os valores para x ____ y ____ e z ____ Consideremos um 3º PFR (ou 3º PFP ou 3º PDP ou Plano Lateral de Projeção) π ′′′ que contém os eixos y e z. Estes 3 planos dividem o espaço em octantes. Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 14 2. Representação do ponto Seja A um ponto. Consideremos as 3 projeções cilíndricas ortogonais: A′ , A ′′ e A ′′′ sobre os planos ′pi , π ′′ e π ′′′ , respectivamente. Temos as distâncias de A até os 3PFR: Cota – distância de A até ′pi = segmento A A′ Afastamento – distância de A até π ′′ = segmento A A ′′ Abscissa – distância de A até π ′′′ = segmento A A ′′′Estas distâncias também nos fornecem as coordenadas (x,y,z) do ponto A: x = abscissa y = afastamento z = cota Fixamos um dos PFR e rebatemos os outros sobre o primeiro escolhido, temos a representação plana do ponto, chamada de épura do ponto A: Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 15 Um ponto pode pertencer a qualquer diedro: a) A pertence ao 1º diedro O y x z b) B pertence ao 2º diedro O y x z c) C pertence ao 3º diedro O y x z d) D pertence ao 4º diedro O y x z Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 16 3. Pontos pertencentes aos PFR Espaço Épura: a) ′pi é o lugar geométrico (LG) dos pontos de _____________ nulas. Se A∈ ′pi ⇔ ____ ∈ LT. b) π ′′ é o lugar geométrico (LG) dos pontos de _____________ nulas. Se B∈ π ′′ ⇔ ____ ∈ LT. c) π ′′′ é o lugar geométrico (LG) dos pontos de _____________ nulas. Se C∈ π ′′′ ⇔ ____∈___. 4. Pontos pertencentes aos eixos Espaço Épura: A LT (eixo x) é o LG dos pontos de _______________ nulas. Se A ∈ LT ⇔ __________. O eixo y é o LG dos pontos de _______________ nulos. Se A ∈ y ⇔ __________. O eixo z é o LG dos pontos de _______________ nulas. Se A ∈ z ⇔ __________. Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 17 5. Obtenção da 3a projeção Para obtermos a representação do ponto na 3ª projeção, podemos rebater o 3º PFP sobre o 1º ou 2º PFP. Rebatimento sobre π ′′ : Consideremos o 2º PFP fixo. Ao rebatermos o 3º plano sobre o 2º, a 3ª projeção do ponto descreverá um arco de circunferência com centro no eixo z e raio o seu afastamento. Este arco está contido num plano paralelo a ′pi e, portanto está em VG na 1ª projeção. A 3ª projeção rebatida do ponto pertence a uma reta que passa pela segunda projeção do ponto e é paralela a linha de terra. Espaço Épura Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 18 Exercícios A unidade utilizada é o milímetro. 1. Representar a 1ª, 2ª e a 3ª projeções dos pontos dados. a) A(20,30,40) b) B(50,-20,40) c) C(30,-40,-20) d) D(40,50,-20) Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 19 2. Localizar os pontos dados nos diedros. A ∈ ____ B ∈ ____ C ∈ ____ D ∈ ____ E ∈ ____ 3. Representar os pontos dados. Identificar a posição do ponto em relação aos diedros ou aos planos de projeção. A(20,30,10) ∈ _____ B(50,-20,40) ∈ _____ C(30,-40,-20) ∈ ____ D(40,50,-10) ∈ _____ E(10,0,30) ∈ _______ F(60,20,0) ∈ _______ G(15,0,-40) ∈ ______ B” C” A’’ D’ E’’ B’ C’ A’ D” E’ Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 20 4. Representar os pontos dados e obter as terceiras projeções. A(20,50,20) B(40,-10,-20) C(50,-20,10) D(60,30,-40) E(10,40,?) ∈ ′pi F(-10,-20,-30) G(-40,30,-10) H(-10,-20,0) 5. Representar um quadrado contido em ′pi sendo dados A e B. A’ B’ Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 21 6. Representar um quadrado contido num plano α paralelo a ′pi sendo dados A e B. A(20,20,10) B(40,30,?) 7. Representar o paralelogramo ABCD, sendo dados os vértices A e B, e o ponto M de interseção das diagonais. a) A(10,30,30) B(30,10,10) M(40,15,20) b) A(10,20,-30), B(-20,30,-10) e M(20,10,30) 8. Representar um hexágono regular ABCDEF, contido em pi ′′ sendo dados dois vértices. a) A(20,?,20) e B(40,?,10) b) A(30,?,50) e C(60,?,30) 9. Representar o triângulo ABC sendo dados M, N e P, pontos médios dos lados. a) M(20,35,50) N(40,60,40) P(60,50,30) b) M(-25,30,30) N(10,60,50) P(30,25,20) 10. Representar o triângulo ABC sendo dados os vértices A e B e o baricentro G. A(30,10,20) B(20,50,40) G(50,30,30). 11. Representar um quadrado contido em ′pi sendo dados A(20,40,?) e sabendo-se que o lado AB mede 30 e é paralelo à LT. 12. Representar os pontos A e B de ′pi conhecendo A(10,30,?) e B(x,50,?) sabendo-se que AB=30. 13. Representar um triângulo equilátero ABC contido em ′pi de lado l=30, com o vértice A pertencente a pi ′′ e um lado perpendicular a pi ′′ . a) AB ⊥ pi ′′ A(40,?,?) b) BC ⊥ pi ′′ A(30,?,?) Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 22 PARTE II – REPRESENTAÇÃO DA RETA 1. Representação da reta Propriedade já vista: Se r é uma reta então r’ ou é uma reta (se r não for paralela a direção das projetantes d) ou um ponto (se r for paralela a direção das projetantes d). Para obtemos a projeção de uma reta consideramos: - ou dois pontos A e B pertencentes a r - ou o seu plano projetante Como temos 3 PFR então há 3 projeções e portanto 3 planos projetantes. Normalmente, consideramos apenas a 1ª e a 2ª projeções da reta, pois são suficientes para determinar a 3ª projeção (exceto para a reta de perfil que veremos mais tarde). Espaço Épura 2. Ponto pertencente à reta Propriedade: P∈r ⇔ P’∈r’ e P’’∈r’’ Mas se r//π ′′′ e r ′pi então também deve ser verificado se P’’’∈ r’’’. Exemplos: Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 23 3. Posições da reta em relação aos PFR A reta pode ocupar posições distintas em relação aos 3 PFR, podendo ser: - r perpendicular a um dos PFR: reta vertical reta de topo reta fronto-horizontal - r paralela a um dos PFR e oblíqua em relação aos outros dois PFR:reta horizontal reta frontal reta de perfil - r oblíqua em relação a todos os 3 PFR: reta qualquer Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 24 3.1. Reta vertical Essa reta é perpendicular ao Plano Horizontal de Projeção e paralela em relação ao Plano Vertical de Projeção. a) Característica espacial: __________________ b) Épura: c) Diedros: ________________________ d) Ângulos: com ′pi ________________ com π ′′ ________________ com π ′′′ ________________ e) Tem alguma projeção em VG? ____________________ f) Quantidade de pontos necessários para representá-la: ___________________ g) Traços: H, V, L Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 25 3.2. Reta de topo Essa reta é paralela ao Plano Horizontal de Projeção e perpendicular em relação ao Plano Vertical de Projeção. a) Característica espacial: __________________ b) Épura c) Diedros: ________________________ d) Ângulos: com ′pi ________________ com π ′′ ________________ com π ′′′ ________________ e) Tem alguma projeção em VG? ____________________ f) Quantidade de pontos necessários para representá-la: ___________________ g) Traços: H, V, L Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 26 3.3. Reta fronto-horizontal Essa reta é paralela ao Plano Horizontal de Projeção e paralela em relação ao Plano Vertical de Projeção. a) Característica espacial: __________________ b) Épura: c) Diedros: ________________________ d) Ângulos: com ′pi ________________ com π ′′ ________________ com π ′′′ ________________ e) Tem alguma projeção em VG? ____________________ f) Quantidade de pontos necessários para representá-la: ___________________ g) Traços: H, V, L Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 27 3.4. Reta horizontal Essa reta é paralela ao Plano Horizontal de Projeção e inclinada em relação ao Plano Vertical de Projeção. a) Característica espacial: __________________ b) épura c) Diedros: ________________________ d) Ângulos: com ′pi ________________ com π ′′ ________________ com π ′′′ ________________ e) Tem alguma projeção em VG? ____________________ f) Quantidade de pontos necessários para representá-la: ___________________ g) Traços: H, V, L Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 28 3.5. Reta frontal Essa reta é inclinada em relação ao Plano Horizontal de Projeção e paralela em relação ao Plano Vertical de Projeção. a) Característica espacial: __________________ b) Épura: c) Diedros: ________________________ d) Ângulos: com ′pi ________________ com π ′′ ________________ com π ′′′ ________________ e) Tem alguma projeção em VG? ____________________ f) Quantidade de pontos necessários para representá-la: ___________________ g) Traços: H, V, L Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 29 3.6. Reta de perfil Essa reta é inclinada em relação ao Plano Horizontal de Projeção e ao Plano Vertical de Projeção e paralela ao Plano Lateral de Projeção. a) Característica espacial: _____________________ b) Épura: c) Diedros: _______________________________ d) Ângulos: com ′pi ________________ com π ′′ ________________ com π ′′′ ________________ e) Tem alguma projeção em VG? ____________________ f) Quantidade de pontos necessários para representá-la: ___________________ g) Traços: H, V, L Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 30 x z y r' r" r 3.7. Reta qualquer Essa reta é inclinada em relação ao Plano Horizontal de Projeção, ao Plano Vertical de Projeção e ao Plano Lateral de Projeção. a) Característica espacial: __________________ b) Épura c) Diedros: ________________________ d) Ângulos: com ′pi ________________ com π ′′ ________________ com π ′′′ ________________ Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 31 e) Tem alguma projeção em VG? ____________________ f) Quantidade de pontos necessários para representá-la: ___________________ g) Traços: H, V, L Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 32 O O Exercícios 1. Na reta r, definida pelos pontos A(20,40,10) e B(60,10,-40) representar os pontos: C(40,?,?) D(?,50,?) E(?,?,-10) F(?,-10,?) G(?,?,0) H(-10,?,?) I(0,?,?) 2. Na reta r, definida pelos pontos A(40,30,10) e B(40,10,30) representar os pontos: C(?,35,?) D(?,?,20) E(?,?,-10) F(?,-10,?) G(?,?,0) H(?,0,?) Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 33 3. Seja a reta r definida pelos pontos A e B. Representá-la, identificar o nome da reta e sua posição em relação aos PFR (paralela, oblíqua ou perpendicular). a) A(30,15,10), B(60,50,-15) b) A(20,30,20), B(20,45,20) c) A(20,20,30), B(20,20,45) d) A(10,20,-30), B(50,20,20) e) A(40,50,10), B(40,20,30) 4. Seja a reta r definida pelos pontos A e B. Representar os traços H, V e L sobre os PFR( ′pi , π ′′ e π ′′′ ). Identificar os diedros pelos quais a reta atravessa. Destacar sua visibilidade. a) A(30,20,30), B(50,10,60) b) A(20,30,10),B(40,20,10) c) A(30,20,-40), B(60,20,-40) d) A(30,50,10), B(30,20,30) e) A(20,20,10), B(60,10,-30) 5. Seja a reta r definida pelos pontos A e B. Identificar o nome da reta. Encontrar os ângulos que a reta forma com os PFR, bem como a VG do segmento AB. a) A(0,-20,-10), B(50,20,-10) b) (30,-10,-40), B(30,20,-40) c) A(50,20,15), B(70,30,35) d) A(30,-30,-10), B(30,-30,20) e) A(20,-20,-30), B(50,-20,-30) f) A(30,10,50), B(30,-30,-15) g) A(20,10,0), B(40,10,30) 6. Representar as retas horizontais que passem pelo ponto dado A e que formem ângulo dado com um dos PFR. a) A(10,30,40) θ3=30o b) A(10,30,40) θ2=30o c) A(10,-40,60) θ2=15o 7. Representar uma reta horizontal que passe pelo ponto dado A sabendo-se que qualquer segmento da mesma tem a sua segunda projeção reduzida a metade desse segmento. A’A” = 60 8. Representar as retas frontais que passem pelo ponto dado A e que formem ângulo dado com um dos PFR. a) A(10,30,40) θ1=30o b) A(10,-40,-60) θ1=15o c) A(10,30,40) θ3=30o 9. Representar as retas de perfil que passem pelo ponto dado A e que formem ângulo dado com um dos PFR. a) A(20,25,10), θ1 = 600 b) A(50,10,-20), θ1 = 300 c) A(30,20,40), θ2 = 150 10. Representar as retas quaisquer que passam pelo ponto dado A(30,20,40) e formam ângulo θ1 =30º com ′pi e θ2 = 45º com π ′′ . Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 34 4. Posição relativa de duas retas Duas retas r e s podem ser: − reversas ou coplanaresnão escoincident esconcorrent paralelas coplanares Observação: sejam r, s, P∈ r e α(P,s) então - se α(P,s) possuir em comum com r apenas o ponto P então r e s são reversas e P≡(rα); - ou se r estiver contida em α então as retas r e s são coplanares. 4.1. Condições de paralelismo 1º) Retas não de perfil Vimos propriedade 2: Se r//s então r’//s’ ou r’≡s’ ou são pontuais. Como trabalhamos com pelo menos duas projeções então: r//s ⇔ ′′ ≡≡ )s//r e pontuais são s" e r" ou ( //s"r" e pontuais são s' e r' )s'r' e s"r" (ou //s"r" e s'r' //s"r" e //s'r' // Se r’≡s’ e r”≡s” e r e s são não de perfil então r≡s 2º) Retas de perfil a) as retas pertencem a um mesmo plano projetante em 1ª e 2ª projeções ′′′′′′ ′′′≡′′′ ′′′′′′ sxr se esconcorrent sr se escoincident s//r se paralelas ser podem s e r b) as retaspertencem a planos projetantes distintos em 1ª e 2ª projeções ′′′′′′ ′′′≡′′′′′′′′′ sxr se reversas sr ou s//r se paralelas ser podem s e r 4.2. Condições de incidência 1º) Retas não de perfil ′∈′′′′′′′∈′′′′ ′≡′′′′′′′≡′′′′ ∈′′′′′′′′′′′′ ⇔ )s a e ponto um é r , s x r (ou s a e ponto um é r , s x r )s r e s x r (ou sr e s x r LC mesma PP e P em s x r e P em s x r s x r 2º) Uma reta é de perfil e a outra não Além das condições anteriores deve ser verificada também a 3ª projeção. 3º) Retas de perfil Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 35 O s'' r'' r' s' O r'' r' s'' s' Exercícios de posição relativa de duas retas 1. Representar a reta r pertencente ao ponto A(10,20,30) e paralela a reta s(P,Q): a) P(40,10,30) Q(40,20,30) b) P(40,30,15) Q(40,30,40) c) P(30,30,15) Q(10,30,15) d) P(30,30,40) Q(50,15,40) e) P(30,40,20) Q(50,40,40) f) P(30,40,10) Q(10,30,-20) 2. Representar a reta r, pertencente ao ponto dado A e paralela a reta s(P,Q) a) A(30,50,20) P(30,40,50) Q(30,20,30) b) A(60,40,10) P(40,30,40) Q(40,10,20) c) A(50,30,25) P(50,10,35) Q(50,20,20) d) A(50,30,25) P(40,10,35) Q(40,20,20) 3. São dadas duas retas r(A,B) e s(P,Q), verificar se são coincidentes, paralelas, concorrentes ou reversas. Caso sejam concorrentes, determinar o ponto X em comum. As retas dadas são não de perfil a) b) O s'' s' r'' r' c) d) O r'' r' s'' s' Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 36 O r''=s'' r' s' O r'' r' s'' s' O s'' s' r'' r' e) f) g) h) O r'' r' s'' s' As retas dadas são de perfil i) A(20,30,40) B(20,40,50) P(40,40,20) Q(40,50,30) j) A(30,-10,0) B(30,0,10) P(30,10,30) Q(30,20,40) k) A(20,30,40) B(20,40,50) P(40,40,20) Q(40,10,30) l) A(30,30,40) B(30,40,20) P(30,10,30) Q(30,20,40) Uma das retas dadas é de perfil e a outra é não de perfil m) A(30,-10,40) B(30,0,40) P(30,10,20) Q(30,20,30) n) A(40,10,30) B(40,30,10) P(20,10,10) Q(60,30,60) Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 37 4. Representar a reta horizontal r pertencente ao ponto dado A e concorrente com uma reta qualquer s(P,Q) dada. Representar o ponto X de interseção. A(10,20,-10) P(30,30,30) Q(50,20,40) 5. Representar a reta frontal r pertencente ao ponto dado A e concorrente com uma reta qualquer s(P,Q) dada. Representar o ponto X de interseção. A(10,25,-10) P(30,30,40) Q(50,20,50) 6. Representar a reta de perfil r pertencente ao ponto dado A e concorrente com uma reta qualquer s(P,Q) dada. Representar o ponto X de interseção. A(10,20,-10) P(30,30,40) Q(50,20,50) 7. Representar a reta horizontal r pertencente ao ponto dado A e concorrente com uma reta de perfil s(P,Q) dada. Representar o ponto X de interseção. A(10,20,20) P(30,30,40) Q(30,20,50) 8. Representar a reta de topo r pertencente ao ponto dado A e concorrente com uma reta de perfil s(P,Q) dada. Representar o ponto X de interseção. A(30,-10,30) P(30,30,20) Q(30,50,10) 9. Representar a reta vertical r pertencente ao ponto dado A e concorrente com uma reta de perfil s(P,Q) dada. Representar o ponto X de interseção. A(30,15,50) P(30,30,20) Q(30,50,10) 10. Representar a reta fronto-horizontal r pertencente ao ponto dado A e concorrente com uma reta de perfil s(P,Q) dada. Representar o ponto X de interseção. A(20,30,?) P(30,10,20) Q(30,40,10) 11. Representar uma reta r(A,B) qualquer concorrente com uma reta de perfil s(P,Q) dada. Representar o ponto X de interseção. A(10,30,30) B(30,20,?) P(40,30,40) Q(40,10,10) Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 38 O r' r'' P ' P '' O r' r'' P ' P '' 5. Perpendicularidade e ortogonalidade de retas Relembrando a Propriedade 7 para somente uma projeção: (1) r ⊥ s ( ou r s ) Se (2) r // ′pi ( ou r ⊂ ′pi ) ⇒ (4) r’ ⊥ s’ (3) s ′pi Recíprocas são válidas: (2) r // ′pi ( ou r ⊂ ′pi ) Se (3) s ′pi ⇒ (1) r ⊥ s ( ou r s ) (4) r’ ⊥ s’ Se (1) r ⊥ s ( ou r s ) ⇒ (3) s ′pi (4) r’ ⊥ s’ (2) r // ′pi ( ou r ⊂ ′pi ) Na projeção cilíndrica ortogonal tem-se que um ângulo não reto somente se projeta em VG quando osdois lados forem paralelos ao plano de projeção. Porém, se o ângulo for reto, basta um só lado ser paralelo (ou estar contido) e o outro ser não perpendicular ao plano de projeção para que ele tenha projeção ortogonal em VG. Exercícios de perpendicularidade e ortogonalidade de retas 1. Representar a reta s que passe pelo ponto dado P e seja perpendicular a uma reta dada r. a) r é horizontal b) r é frontal Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 39 c) r é de perfil O A ' B ' A '' B '' r'=r'' P ' P '' d) r é fronto-horizontal O r' r'' P ' P '' e) r é qualquer O r' r'' P ' P '' Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 40 2. Representar pelo ponto dado P uma reta s ortogonal a reta dada r, sabendo-se que: a) s é horizontal b) s é frontal O r' r'' P ' P '' O r' r'' P ' P '' c) s é de perfil O r' r'' P ' P '' d) s é qualquer O r' r'' P ' P '' Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 41 O r' r'' P ' P '' O r' r'' P ' P '' 3. Representar a distância do ponto dado P a uma reta dada r. Obter a verdadeira grandeza dessa distância. a) r é horizontal b) r é frontal c) r é de perfil O P ' P '' A'' B'' B' A' r '= r '' d) r é fronto-horizontal O r' r'' P ' P '' Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 42 O r' r'' P ' P '' e) r é vertical f) r é qualquer O r'' P ' P '' r' 4. Representar o losango ABCD, de diagonal BD horizontal, sendo dados os vértices A e C, e o comprimento da diagonal BD. A(20,25,15) C(50,15,30) BD=40 5. Representar o losango ABCD, de diagonal BD horizontal, sendo dados os vértices A e C e sabendo-se que a primeira projeção do mesmo deve ser um quadrado. A(20,25,15) C(50,15,30) 6. Representar um triângulo ABC isósceles, de base AB horizontal dada, sendo dados o afastamento e a cota do vértice C. A(20,40,20) B(50,50,20) C(x,60,40) 7. Representar um retângulo ABCD, sendo dados os vértices A e C, e sabendo-se que o lado AB é frontal e tem comprimento dado. A(20,20,25) C(50,40,45) AB=20 8. São dados dois pontos A e B. Representar uma horizontal h, pertencente ao ponto A e que forme ângulo de 60º com pi ′′ . Representar uma frontal f, pertencente ao ponto dado A e que forme ângulo de 15º com ′pi . Representar a reta r pertencente ao ponto B e perpendicular ao plano definido pelas retas h e f. A(20,30,40) B(40,40,20) 9. Representar as retas horizontal e frontal pertencentes a um ponto dado P e concorrentes com uma reta dada r qualquer nos pontos A e B. Representar o ortocentro do triângulo PAB. Representar a altura relativa ao lado AB do triângulo PAB (distância do ponto P à reta r). P(20,45,10) Q(60,50,65) R(75,25,30) r(P,Q) Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 43 PARTE III – REPRESENTAÇÃO DO PLANO 1. Representação do plano Um plano pode ser determinado por: a) três pontos não colineares b) um ponto e uma reta que não se pertencem Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 44 c) duas retas concorrentes d) duas retas paralelas Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 45 Pertinência de ponto e reta a um plano 2.1. Pertinência de reta a plano ⊂ ⊂⇔⊂ α ba, onde b, // r a, X r α ba, onde b, X r a, X r αr 2.2. Pertinência de ponto a plano P ∈ α ⇔ P ∈ r e r ⊂ α 2. Representação do plano pelos seus traços • No espaço: • Em épura: O Propriedade: ou απ’ intercepta απ’’ num ponto que pertence a Linha de Terra, ou os traços απ’ e απ’’ são paralelos à Linha de Terra. Os traços de Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 46 O r'' s'' s' r' t' Exercícios: 1. Dado um plano α(r,s) representar uma reta t do mesmo do qual se conhece apenas uma das projeções. a) b) O r'' s'' s' r' t' 2. Dado um plano α(r,s) representar um ponto P do mesmo do qual se conhece apenas uma das projeções. O r'' s'' s' r' P'' Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 47 3. Verificar se a reta dada t pertence ao plano dado α(r,s). O r'' s'' s' r' t' t'' 4. Verificar se o ponto dado P pertence ao plano dado α(r,s). O r'' s'' s' r' P' P'' Geometria Descritiva - Dupla Projeção Ortogonal UFPR- Setor de Ciências Exatas – Departamento de Expressão Gráfica - Profas Deise M. B. Costa e Luzia Vidal de Souza 48 5. Dado o plano α representá-lo por meio de seus traços (1º e 2º). a) α(r,s) O r''s'' s' r' b) α(A,B,C) A(20; -10;40) B(60;20;10) C(90;10;40)
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