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Universidade Federal de Alagoas – UFAL Faculdade de Arquitetura e Urbanismo – FAU Realizadores Orientadoras Patricia Hecktheuer Suzann Flávia Cordeiro de Lima Monitor Daniel Aubert de Araujo Barros Ilustrações Daniel Aubert de Araujo Barros Sumário Apresentação.................................................................................................................01 Introdução......................................................................................................................01 Instrumentos..................................................................................................................02 1. Compasso........................................................................................................02 2. Esquadros.......................................................................................................03 3. Lapiseira.........................................................................................................04 Capítulo 1: Desenho Geométrico...................................................................................05 1. Ponto médio e mediatriz de um segmento de reta......................................05 2. Perpendicular de um segmento passando por ponto dado........................06 3. Triangulação...................................................................................................08 4. Retas paralelas...............................................................................................09 5. Como achar o centro de uma circunferência................................................10 6/7. Dividindo um segmento de reta/circunferência em x partes.....................11 8. Estrela regular.................................................................................................13 9. Polígono regular circunscrito numa circunferência dada.............................14 10. Concordância de arcos..................................................................................15 11. Concordância de segmentos de retas por um arco......................................17 12. Triângulos: exercícios resolvidos..................................................................19 Exercícios.............................................................................................................21 Capítulo 2: Vistas Ortográficas......................................................................................25 Exercícios............................................................................................................27 Capítulo 3: Geometria Descritiva (Projeção Mongeana).............................................30 1. Ponto na projeção mongeana........................................................................30 2. Reta e segmento de reta em épura...............................................................32 2.1 Tipos de reta......................................................................................33 3. Planos em épura.............................................................................................36 3.1 Tipos de plano...................................................................................37 4. Objetos tridimensionais em épura................................................................39 5. Planificação.....................................................................................................42 Exercícios...........................................................................................................46 Respostas dos exercícios..............................................................................................50 Capítulo 1............................................................................................................50 Capítulo 2............................................................................................................54 Capítulo 3............................................................................................................58 1 Apresentação Esta apostila tem o objetivo de agregar todos os assuntos abordados pela disciplina de Geometria Descritiva da FAU – UFAL, de uma maneira didática, com passo a passos e exercícios. Atividades e tutoriais feitos pelos professores e monitores já existiam à disposição dos alunos, porém separados, e às vezes não eram arquivados. Com esta publicação, todo o conteúdo da disciplina poderá ser acessado pelos estudantes mais facilmente. Introdução Este documento está dividido em três capítulos: o primeiro apresenta como utilizar os instrumentos (compasso, esquadros, escalímetro, etc.) para representações e soluções geométricas; o segundo trata-se das vistas ortográficas, como obtê-las de um sólido geométrico e como representá-las; e o terceiro introduz o conceito e aplicação das projeções mongeanas, por meio da épura. 2 Antes de começar a fazer exercícios de geometria, o aluno deve estar ciente de como usar os instrumentos, por isso aqui vão algumas dicas: 1. Compasso a) Deve-se segurar na haste superior para rotacioná-lo, sem encostar nas “pernas”, pois isso pode modificar o raio da circunferência. b) Quando for gerar a circunferência, deite o compasso um pouco na direção da rotação, como mostra a figura ao lado. c) Se possível, use minas um pouco duras, como HB ou 2H e mantenha-as apontadas, pois são mais precisas do que as macias (B, 2B...), e a geometria requer precisão. Instrumentos 3 2. Esquadros a) O jogo de esquadros permite desenhar retas paralelas... b) ... retas concorrentes com ângulos de 30°, 45°, 60° e seus múltiplos. O jogo de esquadro permite combinações que são muito úteis para o desenho técnico. Porém, o capítulo 1 (Desenho Geométrico), mostrará como desenhar retas paralelas, perpendiculares, dentre outras, sem o posicionamento dos esquadros, e sim com o compasso; um método com menos chances de erros de instrumento. 4 3. Lapiseira a) É aconselhado o uso de minas HB, pois não são tão macias ao ponto de sujar muito o papel, e nem muito duras, o que dificulta a visibilidade da linha e às vezes, se muito dura, pode até rasgar a folha. b) Da mesma forma que o compasso, quando for desenhar um linha, incline-a um pouco no sentido em que se está fazendo o traço, ou mantenha-a em pé. Mas nunca incline-a no sentido contrário do percurso do traço, pois pode quebrar a mina. Também tente girar um pouco a lapiseira quando estiver inclinada, para que o desgaste da mina seja uniforme. c) Para melhor precisão dos traços, é aconselhado o uso de pontas 0.5 ou 0.3. 5 Capítulo 1 Desenho Geométrico Este capítulo consiste de passo a passos de como solucionar diversos problemas geométricos, por exemplo como achar a mediatriz de um segmento de reta, ou como encontrar o centro de uma circunferência. São métodos necessários para os demais assuntos dessa matéria e até convenientes em qualquer desenho técnico. 1. Ponto médio e mediatriz de um segmento de reta. Dado o segmento AB, coloque a ponta seca do compassoem A ou B. Abra um raio maior que a metade do segmento e trace um arco acima e abaixo deste. Obs.: Faça o arco com um linha fina, pois, além de ser apenas uma linha de construção, permite maior precisão no desenho. Faça o mesmo no outro ponto (com o mesmo raio de abertura do compasso). Ligue as intersecções dos arcos com um esquadro e marque o ponto médio ou trace a mediatriz. 6 2. Perpendicular de um segmento passando por ponto dado. 2.1 Ponto contido no segmento (duas maneiras) a. Dado o segmento, prolongue-o a partir do ponto escolhido (nesse caso foi a extremidade B) para passar a perpendicular. b. Coloque a ponta seca do compasso no ponto, abra qualquer raio e faça um arco de cada lado, passando pelo segmento. c. Ponta seca nas intersecções dos raios com o segmento, então, como na mediatriz, abra um raio maior que a metade do segmento (o segmento de um arco ao outro) e marque um arco acima e abaixo da reta. d. Ligue as intersecções desses raios por uma reta. Esta será a perpendicular. 7 Também pode ser feito da seguinte maneira: Com um raio qualquer de abertura do compasso, faça os seguintes arcos (mantendo sempre o mesmo raio). 2.2 Ponto não contido no segmento. e. Então é só ligar a última intersecção de raios com a extremidade do segmento de reta. b. Com a ponta seca em C, abra o compasso até a extremidade mais próxima (B) e faça um arco passando pelo segmento. Se necessário prolongue o segmento. c. Então faça como na mediatriz: ponta seca nas extremidades; raio maior que a metade; arcos abaixo. 8 3. Triangulação. Necessária para redesenhar um mesmo triângulo em outra posição (figura abaixo), ou outra figura plana se dividida em triângulos; o que ajudará na Planificação (no capítulo 3). Perceba que o processo de achar uma perpendicular a uma reta sempre precisará do método que acha a mediatriz, ou seja, é criado um novo segmento cuja mediatriz já será essa perpendicular. a. Tendo o triângulo ABC, comece desenhando uma reta qualquer e marcando um ponto (B). Então abra um raio igual a um segmento que contenha esse ponto (AB) e faça o arco. b. Agora meça BC com o compasso e passe o arco como na figura. c. Raio AC. d. Termine o triângulo ABC, que tem as mesmas dimensões daquele primeiro, porém em outra posição. 9 4. Retas paralelas Para desenhar uma reta paralela a outra dada deve-se tentar imaginar um retângulo, quadrado ou um paralelogramo (o último é mais usado) entre elas, numa posição que dois lados opostos estejam contidos nas retas como mostram as figuras abaixo. Assim o processo ficará mais fácil de se entender. b. Dado um segmento de reta, ou uma reta, coloque a ponta seca em qualquer ponto do segmento e faça um arco qualquer (essa será a medida de um lado do paralelogramo). c. Faça o mesmo em outro ponto (nesse caso foram escolhidas as extremidades) com o mesmo raio. d. O raio desse arco equivale à diagonal do paralelogramo. O ponto onde os arcos se encontram corresponde a um vértice do paralelogramo 10 5. Como achar o centro de uma circunferência Apenas trace duas cordas quaisquer, não paralelas, e suas mediatrizes; a intersecção destas será o centro da circunferência. e. Abra o compasso com um raio igual ao segmento AB. Coloque a ponta seca no vértice do paralelogramo e marque um arco como mostrado. f. Ligue as intersecções dos arcos. As retas estarão paralelas. 11 6. Dividindo um segmento de reta em x partes. O processo a seguir pode ser usado para dividi-lo em qualquer número de partes. 7. Dividindo uma circunferência em x partes. O processo a seguir pode ser usado para dividi-la em qualquer número de partes. a. Trace uma reta adjacente ao segmento, de preferência com um ângulo agudo. b. Divida essa adjacente no número desejado de partes. A unidade não importa; pode ser usado o escalímetro ou mesmo o compasso. c. Ligue a última marcação com a extremidade do segmento. d. Usando o jogo de esquadros, faça as marcações em AB de maneira que sejam paralelas a essa última reta que liga a B, partindo das marcações da adjacente (não é necessário desenhar o tracejado). a. Trace o diâmetro na circunferência. b. Como no item 6, divida o diâmetro no número de partes requerido; nesse caso seis partes. 12 c. Com a ponta seca do compasso nessas posições, abra um raio igual ao diâmetro e marque os arcos. d. Escolha as marcações ímpares ou pares do diâmetro e transfira-as para a circunferência partindo das intersecções dos arcos. (Não é necessário o tracejado). e. Faça o mesmo partindo da outra intersecção de arcos. A circunferência está dividida em seis partes iguais. f. Se as marcações forem ligadas, terá um polígono regular com o número de lados igual ao de partes da circunferência, inscrito nesta. 13 8. Estrela regular. O processo a seguir pode ser usado para criar estrelas com qualquer número de pontas, a partir de quatro. a. A estrela deverá partir de uma circunferência dividida igualmente. O número de pontas é equivalente ao número de partes desta. b. Partindo de uma marcação, faça duas retas ligando a outros dois pontos que não estejam ao lado desta. Esses segmentos devem ser simétricos. e. Ambas as estrelas acima têm 12 pontas, porém os lados foram feitos pulando diferentes números de marcação. Na primeira, as marcações ligadas pularam apenas uma; já na segunda foram pulados três pontos para ligar as pontas. Tanto faz qual maneira será escolhida; o importante é manter a simetria. 14 9. Polígono regular circunscrito numa circunferência dada. a. Divida uma circunferência pelo número de lados do polígono requerido. b. Faça uma perpendicular ao diâmetro passando em uma das extremidades. * c. Trace pequenos segmentos partindo das marcações até encontrarem a perpendicular (a reta deve passar pelo centro). (Não é necessáriodesenhar o tracejado). d. Com o compasso, abra um raio do centro até essa nova intersecção com a perpendicular e faça uma circunferência. e. Faça os mesmos pequenos segmentos nas outras marcações. f. Ligue as intersecções dos segmentos com a circunferência maior. g. Por fim, escureça a circunferência de dentro para enaltecer que o polígono está circunscrito a ela. * Para fazer desta maneira, que é mais fácil, divida a circunferência de modo que as divisões dela não estejam na extremidade do diâmetro. Deixe pelo menos uma dessas extremidades sem ser uma divisória da circunferência. 15 10. Concordância de arcos. 10.1 Concordar dois arcos passando por um ponto dado. Dado o arco, deve-se desenhar uma reta passando pelo centro e por uma extremidade do arco. Nesta reta deve estar contido o centro do outro arco, senão não estarão concordando, ou seja, se tangenciando. Posicione a ponta seca em qualquer ponto da reta, sendo que depois da extremidade, abra o raio até encontrar com B e faça o arco. Se for pedido um raio específico para a circunferência deste arco, a distância de B até o novo centro deve ter a medida do raio. a. Dados o arco e o ponto, faça como no item anterior: trace uma reta partindo de O e passando em B. 16 b. O segmento BC é uma corda da circunferência do novo arco... c. ... Portanto a intersecção de sua mediatriz com a reta prolongada consiste no novo centro (ver item 5). d. Com a ponta seca nessa intersecção, abra o raio até B e faça o arco. 17 11 Concordância de segmentos de retas por um arco. 11.1 Segmentos paralelos. 11.2 Segmentos oblíquos ou ortogonais, sem raio dado. a. Dados dois segmentos de reta, desenhe uma perpendicular passando pelas extremidades (estas devem estar na mesma vertical senão o arco não concordará). b. Com a ponta seca no ponto médio da perpendicular (ver item 1), abra o raio até uma das extremidades (B ou D) e faça o arco b. Prolongue os segmentos até se intersectarem. c. Com a ponta seca na intersecção, abra um raio qualquer e marque os dois arcos. d. Os segmentos deverão terminar nesses arcos. 18 11.3 Segmentos oblíquos ou ortogonais, com raio dado. e. Passe perpendiculares a cada segmento a partir de B e D. A intersecção destas será o centro da circunferência do arco. f. Abra o raio do centro até B ou D e faça o arco. b. Prolongue os segmentos até se intersectarem. c. Faça uma perpendicular em cada segmento, em qualquer posição e com a dimensão do raio pedido para a circunferência do arco. d. Desenhe paralelas às semi-retas A e C partindo das extremidades dessas perpendiculares. 19 12 Triângulos: exercícios resolvidos. 12.1 Faça o triângulo ABC de maneira que tenha altura 3cm, AB 5cm e o ângulo  45°. e. Se passadas duas perpendiculares às semi-retas a partir desta intersecção (centro da circunferência), encontraremos os pontos B e D, que definem os segmentos AB e CD. f. Com a ponta seca nessa posição faça o arco, concordando os segmentos. a. Comece aplicando os dados da questão. b. Desenhe uma perpendicular a AB passando em A com 3 cm de altura. c. Na extremidade dessa perpendicular, trace uma paralela a AB até encontrar a reta inclinada a 45°. Este é o ponto C. Feche o triângulo. 20 12.2 Desenhe um triângulo isósceles com altura 2 cm e com um ângulo de 120°. 12.3 Dados apenas os ângulos  60° e B 75° de um triângulo e AB igual a 3cm, construa-o. a. Faça uma reta de 2 cm. b. Já que o triângulo é isósceles e tem um ângulo de 120°, sabemos que o vértice desse ângulo está numa das extremidades da altura, pois os outro dois ângulos serão equivalentes entre si e não pertencerão a essa altura. Então posicione o esquadro de 60° fazendo duas retas de 60° com a altura, uma pra cada lado, somando os 120°. d. Faça uma perpendicular à altura a partir de sua outra extremidade, fechando o triângulo. a. Desenhe o segmento AB com 3 cm. b. Com o esquadro de 60° transfira esse ângulo para A, fazendo uma reta. Nesta estará contido o ponto C. Já que a soma dos ângulos internos de um triângulo é 180°, o outro ângulo é 45°. c. Portanto use o esquadro de 45° para achar o último ponto (C), deslizando-o pela semi-reta A até que se posicione como mostra a imagem. Isso chama-se enquadramento. 21 Exercícios 1. Faça uma reta perpendicular ao segmento AB passando por B 2. Faça uma reta perpendicular ao segmento XY passando pelo centro do triângulo. Lembrando: o centro do triângulo é achado com a intersecção de suas bissetrizes (reta que divide o ângulo em duas partes iguais). 3. Desenhe o triângulo ABC em outra posição. 22 4. Desenhe uma reta paralela ao segmento AB passando por C. 5. Faça uma reta paralela ao segmento XY passando pelo centro da circunferência dada. 6. Divida o segmento abaixo em 13 partes. 7. Divida a circunferência abaixo em 10 partes. 23 8. Faça uma estrela de 14 lados. 9. Faça um polígono de 7 lados circunscrito a uma circunferência de raio 3 cm. 10. Faça uma estrela de 5 pontas circunscrita a uma circunferência de raio 2 cm 11. Concorde o arco OAB com outro que contenha o ponto C. 12. Concorde 2 segmentos, cada um pertencendo a uma reta abaixo, por um arco de circunferência . 13 Faça o mesmo que a questão anterior, porém usando uma circunferência de raio 2 cm. 24 14. Concorde o segmento abaixo com um arco de circunferência que contenha o ponto C. 15. Faça o triângulo ABC de maneira que tenha altura (perpendicular a AB) 4cm, AB 2cm e o ângulo  75°. 16. Desenhe um triângulo isósceles com altura 4 cm e com apenas um ângulo de 45°. 17. Dados apenas os ângulos  30° e B 105° de um triângulo e AB igual a 3cm, construa-o. 25 Capítulo 2 Vistas Ortográficas Trata-se da representação bidimensional de um objeto projetada ortogonalmente em seis planos. Estes são posicionados ao redor do objeto, formando um cubo, para assim serem obtidas as projeções. Porém, esta imagem é apenas didática. A maneira correta de representar as vistas é planificando esse cubo. Portantoas vistas dessa pirâmide devem ficar assim: As linhas tracejadas compreendem as arestas do cubo que envolve o objeto. Porém, estas linhas NÃO DEVEM ser representadas, pois qualquer reta em vistas ortográficas representa uma aresta ou um plano ortogonal ao de projeção. 26 Exemplos de objetos com planos curvos: As distâncias entre as vistas devem ser iguais, facilitando a transferência de medidas; como mostra a imagem: da vista lateral direita para a vista superior. Note também que as linhas tracejadas representam arestas. Porém estas estão por trás de um plano do próprio objeto, ou seja, são arestas escondidas e devem ser representadas tracejadas. Na vista lateral esquerda não aparecem arestas ligando os planos porque estes estão concordando, ou seja, estão se tangenciando. Já na vista superior aparece uma reta que não está no sólido. Esta não é uma aresta, mas sim o plano em S quando está perpendicular à vista. Para escolher a vista frontal (seja um objeto com plano curvo ou não) sempre use os seguintes requisitos: a que identifica mais aquele objeto; a maior; e com menos arestas escondidas. Note que na posição em que o plano curvo fica ortogonal a vista, surge uma aresta; como a tracejada da VLE. 27 Exercícios 1. Dadas as duas vistas ortográficas abaixo de um sólido, faça a vista superior e a inferior do mesmo. 2. Dos seguintes sólidos, represente: (Lembre-se de manter a proporção nas vistas) a) todas as vistas. b) VF,VS, VLD. c) VF, VS, VLD. d) VF, VS, VLE. Obs.: Mesmo que alguns sólidos não venham com as medidas ao lado, tente percebê-las para ajudar a manter a proporção. VF VLE 28 e) VF, VS, VLD. f) VF, VS, VLE. g) VF, VS, VLE. h) VF, VS, VLD. i) apenas as vistas necessárias. j) VF, VS, VLE. k) VF, VS, VLD. l) VF, VI, VLE. 29 m) VF, VS, VLD. n) todas as vistas. o) VF, VS, VLD. 3. Identifique erros nas vistas ortográficas do sólido abaixo. Refaça as vistas da maneira correta. Escala e unidade livres. 4. Faça todas as vistas do sólido abaixo. Dois pontos de vista do mesmo sólido. 30 Capítulo 3 Geometria Descritiva (Projeção Mongeana) Este assunto assemelha-se ao anterior, porém usaremos apenas dois planos de projeção (às vezes será necessário um plano auxiliar) e serão usadas coordenadas para os pontos projetados. Os planos de projeção correspondem a um diedro. Existem quatro, mas a ABNT adota apenas o primeiro (imagem abaixo), portanto usaremos apenas este. 1 Ponto na projeção mongeana. Já que os objetos estão no espaço, pertencem a um sistema tridimensional, portanto serão usadas três coordenadas. São a Abscissa (distância do ponto para π0), o Afastamento (distância do ponto para π2), e a Cota (distância do ponto para π1). π0 é o plano auxiliar que posiciona-se perpendicular ao vertical e ao horizontal, passando pela origem (como mostra a imagem a seguir). 31 Mas como nas vistas ortográficas, a representação deve ser feita em duas dimensões. Portanto o resultado é a planificação desse diedro, e chama-se Épura. As linha finas são apenas de construção, mas mostram como deve haver uma correspondência entre as projeções. 32 2 Reta e segmento de reta em épura. Segmento de reta é a simples ligação de dois pontos. Já a reta deve ser representada como se fosse infinita, ou seja, não deve ter pontos limitando-a. Segmento de reta: Reta: Perceba que a reta deve ser representada apenas por uma letra minúscula. O resultado, sem todas aquelas informações, deve ficar assim. Porém quando você fizer linhas de construção não apague-as, pois mostra quais os passos usados para chegar naquele resultado. E lembre-se que devem ser linhas claras, pois também usaremos retas em épura, e elas não devem ser confundidas. 33 2.1 Tipos de reta. Dependendo da posição da reta em relação aos planos de projeção, ela receberá denominações diferentes. Existem sete tipos. Reta frontal Reta horizontal A reta é paralela a π2, oblíqua a π1 e π0. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π2, e em Projeção Reduzida em π1 e π0. Obs.: Verdadeira Grandeza (VG) – Quando a projeção tem a mesma dimensão do objeto real. Ocorre quando o objeto está paralelo àquele plano de projeção. Projeção Reduzida (PR) – Quando a projeção é menor que o objeto real, porém não chega a ser o mínimo, como um ponto. Ocorre quando o objeto está oblíquo àquele plano de projeção. Projeção Acumulada (PA) – Quando uma dimensão do objeto do objeto está resumida a um ponto na projeção, ou seja, quando o objeto está ortogonal ao plano de projeção A reta é paralela a π1, oblíqua a π2 e π0. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π1, e em Projeção Reduzida em π2 e π0. 34 Reta fronto-horizontal Reta vertical Reta de perfil A reta é paralela a π1 e π2, e ortogonal a π0. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π1 e π2, e em Projeção Acumulada em π0. A reta é paralela a π0 e π2, e ortogonal a π1. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π0 e π2, e em Projeção Acumulada em π1. Este símbolo é usado para mostrar que dois ou mais pontos estão acumulados no mesmo ponto de projeção. A reta é paralela a π0, e oblíqua a π1 e π2. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π0, e em Projeção Reduzida em π1 e π2. 35 Reta de topo Reta oblíqua Tabela de posicionamento dos tipos de reta Tipos de reta π1 π2 π0 Frontal PR VG PR Horizontal VG PR PR Fronto-Horizontal VG VG PA Vertical PA VG VG Perfil PR PR VG Topo VG PA VG Oblíqua PR PR PR Legenda: : oblíqua; : ortogonal; : paralela. A reta é paralela a π1 e π0, e ortogonal a π2. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π1 e π0, e em Projeção Acumulada em π2. A reta é oblíqua a π1, π0 e π2. Portanto está em Projeção Reduzida em π1, π0 e π2. 36 3 Planos em épura Um plano pode serrepresentado ou subentendido de diversas formas em épura, não apenas por uma figura plana. Como: Por três pontos não colineares Uma reta e um ponto Uma figura plana Pelos traços do plano Obs.: Traço de um plano é a reta gerada quando o plano intersecta os planos de projeção Este seria o plano desses últimos traços: 37 3.1 Tipos de planos. Como as retas, também existem sete. Frontal Horizontal Perfil O plano é paralelo a π2, e ortogonal a π0 e π1. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π2, e em Projeção Acumulada em π0 e π1. O plano é paralelo a π1, e ortogonal a π0 e π2. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π1, e em Projeção Acumulada em π0 e π2. O plano é paralelo a π0, e ortogonal a π1 e π2. Portanto está em Verdadeira Grandeza em π0, e em Projeção Acumulada em π1 e π2. 38 Vertical Rampa Topo O plano é ortogonal a π1, e oblíquo a π0 e π2. Portanto está em Projeção Acumulada em π1, e em Projeção Reduzida em π0 e π2. O plano é ortogonal a π0, e oblíquo a π1 e π2. Portanto está em Projeção Acumulada em π0, e em Projeção Reduzida em π1 e π2. O plano é ortogonal a π2, e oblíquo a π1 e π0. Portanto está em Projeção Acumulada em π2, e em Projeção Reduzida em π1 e π0. 39 Oblíquo Tabela de posicionamento dos tipos de plano Tipos de plano π1 π2 π0 Frontal PA VG PA Horizontal VG PA PA Perfil PA PA VG Vertical PA PR PR Rampa PR PR PA Topo PR PA PR Oblíquo PR PR PR 4 Objetos tridimensionais em épura Superfícies planas – Cubos, paralelepípedos, pirâmides. O plano é oblíquo a π1, π0 e π2. Portanto está em Projeção Reduzida em π1, π0 e π2. Obs.: Perceba que, como nas vistas ortográficas, linhas tracejadas representam segmentos de reta escondidos (atrás de um plano). 40 Superfícies de revolução – Cones, cilindros, esferas e troncos. São aquelas formadas pela rotação de um plano ao longo de um eixo, como mostram as figuras: Cone Cilindro Esfera Quando o vértice pode ser definido, como no cone, o objeto possui vértice próprio. Quando o vértice está no infinito, como no cilindro, o objeto possui vértice impróprio. O cone é obtido pela rotação de uma triângulo. O cilindro é obtido pela rotação de uma retângulo/quadrado. A esfera é obtida pela rotação de um semi-círculo. 41 As retas finas nas épuras dessas superfícies representam as geratrizes dos volumes (não é obrigatória sua representação nos exercícios). Estas são as retas que ligam a diretriz ao vértice, formando a superfície lateral do objeto. A diretriz por sua vez é a circunferência que direciona as geratrizes, por isso possui esse nome (normalmente corresponde à base do objeto). O eixo da superfície é a reta que liga o centro de sua base ao vértice. Percebe-se que nos últimos exemplos o eixo forma 90° com a base, portanto são considerados de eixo reto. Troncos - São superfícies de vértice próprio, porém chanfradas entre a base e o vértice, de maneira que este último não se encoste à superfície. Exemplo de superfície de eixo oblíquo. Tronco de pirâmide. Tronco de cone. 42 5 Planificação Seu objetivo é posicionar todas as faces de uma superfície sobre um mesmo plano, resultando numa figura inteiramente em verdadeira grandeza. Portanto, dada a superfície, o primeiro passo é achar a verdadeira grandeza de todas suas arestas, caso já não estejam em VG. Para perceber se uma reta está em VG em tal plano, digamos π1, é necessário verificar em um dos outros planos, usaremos π2, se ela está paralela a tal plano. No caso ao lado perceba que em π2 a reta está paralela a linha de terra, portanto está paralela a π1 e em VG no mesmo. Ou então se ela estiver em PA no outro plano (π2), e nesse (π1) estiver representada como um reta, com certeza esta estará em VG.] Obs.: o mesmo pode ser feito para π0, porém ao invés de se basear pela linha de terra deve- se usar a reta perpendicular a esta que passa pela origem, sempre usada quando necessário esse plano auxiliar. Usaremos esse tronco de pirâmide como exemplo de planificação. Para facilitar: o único tipo de reta que não possui VG em nenhum dos três planos de projeção é a oblíqua. 43 1° Passo: 2° Passo: Como já foi dito, deve-se saber quais segmentos de reta não estão em VG. Portanto AD e CF. Porém, nesse processo de planificação, é usada a triangulação para desenhar cada face da superfície, como veremos a frente, e este objeto possui faces quadriláteras, portanto deve-se usar a diagonal de cada face quadrilátera (formando triângulos). O que significa que se estas não estiverem em VG, suas verdadeiras grandezas também terão de ser achadas. Por sorte, AD é igual a CF, e a diagonal BD é igual a EF. Assim só teremos de achar a VG de uma de cada par. Deve-se achar a VG de cada segmento de reta oblíquo. A seqüência de imagens mostra como fazê-lo. AD foi escolhido. Passa-se uma reta horizontal em um dos pontos, no caso D (em π1 ou em π2). 44 3° Passo: Depois de achadas todas as VGs, deve-se começar a fazer a planificação fora da épura, de preferência em uma folha avulsa. A seqüência de imagens mostra como montar, por triangulação, a superfície planificada. Essa horizontal deve sair do ponto que foi rotacionado, nesse caso: A. A distância dessa intersecção ao ponto D1 é a VG de AD. Comece desenhando uma das faces. E continue face por face. 45 Continuando com a triangulação para achar cada face, obtém-se a planificação completa. Obs.: A posição das faces poderia ser diferente, se mantido o mesmo método de triangulação usando somente as verdadeiras grandezas. Como assim: A planificação continua correta, porém com outra configuração. 46 Exercícios Para todas questões: Escala 1:1 / Un.: mm 1. Desenhe em épura uma superfície cuja diretriz é uma circunferênciade centro O (50;50;00), raio 20mm, contida no plano horizontal de projeção. Sabe-se que uma de suas geratrizes é o segmento de reta frontal definido por Z (30;50;00) e Y (30;50;25). 2. Planifique as seguintes superfícies desenhadas em épura. a)Prisma de base hexagonal. b)Prisma de base triangular. 3. Represente, em épura, uma pirâmide de base quadrangular, sabe-se que esta base pertence a um plano horizontal de cota 20mm. 4. Represente uma superfície com eixo oblíquo e de vértice impróprio em épura. Sua diretriz deve ser uma circunferência. 5. Represente em épura uma superfície de vértice próprio cuja diretriz é a circunferência de centro O (40;50;30). 6. Desenhe e planifique a superfície cúbica cujos vértices são: A (60;60;10) B (60;20;10) C (20;20;10) D (20;60;10) E (60;60;50) F (20;60;50) G (60;20;50) H (20;20;50) 7. Desenhe e planifique a superfície de base ABC e vértice V. A (20;10;30) B (30;10;10) C (10;10;10) V (20;30;20) 8. Represente em épura um plano horizontal por 2 retas concorrentes. 9. Represente em épura um plano vertical por um segmento de reta e um ponto não pertencente a este. 47 10. Represente em épura um plano de perfil por segmentos de reta nele contidos. 11. Represente em épura um plano frontal por três pontos não colineares. 12. Planifique os seguintes poliedros: a) A (60;25;00) B (60;40;00) C (30;40;00) D (30;25;00) E (15;40;40) F (00;40;40) G (00;10;40) H (15;10;40) 48 b) c) A (60;15;00) B (60;30;00) C (30;15;00) D (30;30;00) E (28;??;24) F (28;??;24) G (??;??;20) H (??;??;20) V (00;56;45) A (10,20,00) B (10,20,20) C (18,12,00) D (18,12,20) E (30,24,32) F (22,32,32) G (40,34,22) H (32,42,22) 49 d) 13) QUAL dos seguintes segmentos de reta não pertence ao plano que contém os demais segmentos? AB: A(40;10;30) B(40;40;30) CD: C(00;00;30) D(30;50;30) EF: E(60;30;30) F(60;50;60) GH: G(70;25;30) H(10;25;30) 14) Desenhe o resultado de um cubo cortado por um plano vertical, de maneira que a parte que sobrar deste cubo seja a mais distante da origem. O cubo tem abscissa 10mm, afastamento 20mm e cota 20mm, suas faces tem 30mm x 30mm e são paralelas aos planos de projeção; o plano vertical faz 45º com π2 e π0 e corta o cubo exatamente ao meio. 15) Desenhe um cone cuja base pertença a um plano de topo. O plano faz 30º com π1e seu traço neste plano de projeção tem abscissa 60mm; o cone tem altura 45mm, eixo reto, e sua base tem raio 15mm, e centro com afastamento 30mm e cota sendo metade da cota do traço em π0. A (30,05,20) B (30,05,00) C (25,21,20) D (25,21,00) E (40,15,00) F (35,7.5,20) G (15,10,20) H (20,18,00) I (20,??,00) J (15,15,20) K (40,10,00) L (35,17,20) 50 Respostas dos exercícios Capítulo 1 1. 2. 4. 6. 3. 5. 51 7. 8. 9. Obs.: Apesar que a estrela deva ter 14 pontas, estas podem ser mais apontadas do que nesta resposta. 52 10. 11. 12. 13. 53 14. 15. 16. 17. 54 Capítulo 2 1. 2. a) b) c) d) 55 e) f) g) h) i) j) 56 k) l) m) n) o) 57 3. 4. 58 Capítulo 3 1. 2. a) Planificação: b) Planificação: 0 0 59 3. 4. 5. 60 6. Obs.: desenho em reduzido. 61 7. Planificação: 8. 62 9. 10. 11. 63 12. a) 64 b) c) d) 65 13. O segmento EF. 14. 66 15.
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