Prévia do material em texto
DESENHO GEOMÉTRICO Tiago Giora Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Descrever os elementos e as características dos triângulos. Construir triângulos utilizando instrumentos de desenho. Reconhecer os pontos notáveis e triângulos órticos em triângulos. Introdução Os triângulos são formas geométricas estáveis e rígidas que apresentam três vértices e uma base. São figuras de grande importância histórica nos campos da matemática, astronomia, arquitetura e arte, estudadas e utilizadas por civilizações antigas, como a egípcia, a babilônica e a grega. O triângulo é o menor entre os polígonos e admite uma circunferência inscrita e circunscrita em seu perímetro. Neste capítulo, você vai estudar as classificações de triângulos de acordo com seus lados e ângulos, as operações gráficas executadas a partir da forma do triângulo e os elementos e pontos notáveis como incentro, circuncentro, baricentro e ortocentro, além dos instrumentos utilizados para desenhá-los. Elementos e características dos triângulos Dentre os polígonos, os triângulos se destacam e são de fundamental importância para o desenho geométrico por apresentarem uma série de propriedades especí- fi cas. O triângulo é o polígono que apresenta o menor número de lados e resulta da interligação de três segmentos de reta consecutivos e não colineares. Para que três segmentos de reta, AB, BC e AC, formem um triângulo, é necessário que: AB + BC > AC AB − BC < AC A forma e o tamanho de um triângulo ficam determinados quando se conhecem os tamanhos de pelo menos três dos seus elementos — lados, ân- gulos, medianas, alturas, razão entre dois lados, etc. —, sendo que um desses elementos conhecidos deve ser um comprimento, conforme lecionam Albrecht e Oliveira (2013). A Figura 1 apresenta os elementos notáveis dos triângulos. Figura 1. Elementos notáveis do triângulo. Fonte: Adaptada de triangulo-divisoes.png ([2018]). Altura: medida da reta imaginária que faz ângulo de 90° com a base e vai até o seu vértice oposto. Bissetriz: reta que divide o ângulo pela metade. Mediana: segmento de reta imaginário que conecta o vértice ao ponto médio do lado oposto a ele. Mediatriz: reta que passa pelo ponto médio de um segmento fazendo ângulo de 90° com este. Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos2 Quando combinamos as informações de medidas de lados e ângulos de um triângulo, obtemos uma figura estável e rígida. Não é possível construir dois triângulos diferentes a partir das mesmas medidas; trata-se de uma fi- gura plana indeformável. Por isso utilizamos o termo “triangular” para fazer referência ao processo de obtenção ou de conferência de medidas por meio do desenho de triângulos. Um exemplo de triangulação de medidas pode ser observado quando se faz o levantamento métrico de um espaço construído: depois de medir duas paredes ou a distância entre dois pilares, verifica-se o ângulo e a precisão dessas medidas por meio do traçado de uma diagonal, que também é medida fechando-se um triângulo, conforme mostra a Figura 2. Figura 2. Levantamento métrico e triangulação de medidas. Fonte: Imagem... [2018]). A Figura 2 mostra um esboço de planta baixa em que algumas paredes da edificação não são ortogonais. Assim, para garantir a correção das me- 3Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos didas de paredes e os seus ângulos de inclinação, a pessoa responsável pelo levantamento tirou as medidas das paredes e, além disso, mediu as diagonais, desenhando triângulos imaginários nessa planta. Combinando essas medidas e sabendo que, para cada três medidas de lados, apenas um triângulo pode ser desenhado, garante-se que as paredes levantadas terão os seus ângulos e medidas em correspondência com a realidade. Os triângulos podem ser classificados quanto aos seus lados ou ângulos, conforme mostra a Figura 3. Figura 3. Tipos de triângulo. Fonte: Adaptada de udaix/Shutterstock.com. Portanto, quanto aos lados: Equilátero — possui lados iguais. Isósceles — possui dois lados iguais. Escaleno — possui lados desiguais. Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos4 E quanto aos ângulos: Retângulo — possui dois ângulos agudos e um ângulo reto. Acutângulo — possui três ângulos agudos. Obtusângulo — possui um ângulo maior do que 90º. Mesmo sabendo que o triângulo é uma figura fechada, devemos sempre lembrar que, na sua definição, ele não se configura como uma área de superfícies — pelo contrário, os seus elementos constitutivos são três segmentos de reta e três pontos. Ou seja, um triângulo é diferente de um plano triangular. A noção intuitiva de plano apoia-se na ideia de superfícies como um quadro ou uma parede. O plano é uma figura ideal e deve-se entendê-lo como formado por infinitos pontos — ou seja; ele é aberto e infinito. A identificação do plano é dada por letras minúsculas do alfabeto grego: α, β, δ, Φ, ψ, etc. A construção de triângulos utilizando instrumentos de desenho Lápis, régua, esquadros e compasso são os instrumentos básicos para trabalhar com desenho geométrico. Para a construção de triângulos, normalmente iniciamos com o desenho do segmento de reta que defi ne sua base e, então, defi nimos os outros dois lados a partir dos ângulos formados com esta, ou triangulamos suas medidas com o uso do compasso. Abaixo podemos analisar três exemplos que ilustram maneiras diferentes de desenhar um triângulo equilátero e nos mostram como a prática do desenho geométrico permite que o desenhista encontre soluções variadas para um problema, desde que conheça a lógica geral da geometria plana. 1. Construir um triângulo equilátero de lado ⎯ AB = 3 cm usando somente a régua e o par de esquadros. ■ 1º passo: Traçar o lado – AB = 3cm. ■ 2º passo: Posicionar os esquadros de forma a obter, a partir de A e B, ângulos de 60º, cruzando-os e obtendo-se o ponto C (vértice oposto à base AB). 5Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos 2. Construir um triângulo equilátero de lado ⎯ AB = 3cm utilizando régua e compasso (Figura 4). ■ 1º passo: Traçar o lado ⎯ AB = 3cm. ■ 2º passo: Abrir o compasso com a distância ⎯ AB e colocar a sua ponta seca em A, traçando um arco a partir de B. Com a ponta seca em B e a mesma abertura, traçar um arco a partir de A, encontrando, assim, o ponto C; assim é possível ligar os pontos e definir o triângulo desejado. Figura 4. Desenho com instrumentos. Fonte: Adaptada de 4.jpg ([2018]). 3. Construir um triângulo equilátero inscrito, sendo dada a circunferência de raio = 1,25 cm (Figura 5). ■ 1º passo: Traçar a circunferência e o seu diâmetro. ■ 2º passo: Com a ponta seca do compasso em uma das extremidades do diâmetro e abertura igual ao raio, traçar um arco cruzando a cir- cunferência duas vezes, definindo-se, assim, os dois pontos (vértices) que geram o triângulo. ■ 3º passo: Por fim, ligam-se os pontos e define-se o triângulo. Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos6 Figura 5. Desenho com instrumentos, a partir de uma circunferência. Fonte: Adaptada de Bola (2012). Aplicação no design No design de interiores, o uso de triângulos é normalmente associado com a criação de superfícies — pisos, ladrilhos ou estampas. Por formar ângulos mais agudos do que as outras formas planas perfeitas, o triângulo é menos utilizado na defi nição de áreas e compartimentações. A prevalência do ângulo reto, que, via de regra, defi ne espaços retangulares, tem conexão com as formas do corpo humano. Portanto, no design de mobiliário, os triângulos podem aparecer como fi gura defi nidora de posições do corpo, mas raramente são construídos como partes do mobiliário que interagem diretamente com as noções de conforto e ergonomia. Na Figura 6,podemos observar um exemplo de como a definição de triân- gulos pode auxiliar o designer nos projetos de leiaute de interiores. 7Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos Figura 6. Aplicação de triângulos no leiaute de interiores. Fonte: Adaptada de 2011-06-09_112308.png ([2011]). O caráter simbólico dos triângulos Paralelamente às questões do desenho e da geometria como conhecimentos ligados à matemática, podemos olhar para as muitas e profundas significações simbólicas atribuídas ao triângulo ao longo da história de diferentes culturas. No cristianismo, o triângulo equilátero é vinculado à Santa Trindade e serviu como elemento de composição pictórica para artistas, sobretudo na Idade Média e no Renas- cimento, que tinham como intenção vincular a percepção das imagens representadas na arte com as relações hierárquicas estabelecidas no evangelho. Em culturas menos figurativas, como na Mesopotâmia e no Egito, o triângulo equilátero é muitas vezes interpretado como seta, com o seu vértice apontando para o Sol, fazendo referência à divindade atribuída a ele e à conexão entre a Terra e o plano superior. Além disso, por ser a figura geométrica fechada com menor número de lados, o triângulo configura uma ponta mais aguda do que em outras figuras — quanto maior o número de lados de uma figura plana regular, mais obtuso o ângulo formado por esses lados, tendendo à circunferência. Portanto, o triângulo tem sido usado como símbolo fálico, em oposição ao feminino e à maternidade, representados pelo círculo (NUNES E FAINGUELERNT, 2015). Fonte: image.jpg ([2018]. Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos8 Pontos notáveis e triângulos órticos em triângulos Além de seus vértices e lados, os triângulos carregam consigo outros pontos, formas inscritas, circunscritas e interseções, que têm sido estudados desde as origens da geometria. Esses pontos e relações notáveis são descritos aqui com o intuito de aprofundar a análise da forma dos triângulos e investigar suas interações com outras aplicações do desenho geométrico. Para entender e ser capaz de aplicar o conhecimento dos pontos notáveis do triângulo, deve-se ter em mente as operações de traçado de bissetrizes, mediatrizes, medianas e alturas, conceitos descritos anteriormente neste capítulo. Incentro do triângulo — é o centro da circunferência inscrita no tri- ângulo. Esse ponto é a intersecção das bissetrizes dos ângulos internos do triângulo (Figura 7). Figura 7. Incentro do triângulo. Fonte: 1200px-Inradius.svg.png ([2018]). Circuncentro do triângulo — é o centro da circunferência circunscrita no triângulo. Esse ponto é a intersecção das mediatrizes dos lados do triângulo (Figura 8). 9Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos Figura 8. Circuncentro do triângulo. Fonte: Circuncentro_en_triángulo_acutángulo.png ([2018]). Baricentro ou centro de gravidade do triângulo — é a intersecção das medianas do triângulo (Figura 9). Figura 9. Baricentro do triângulo. Fonte: Adaptada de bari.jpg ([2018]). Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos10 Ortocentro do triângulo — é a intersecção das alturas do triângulo (Figura 10). Figura 10. Ortocentro. Fonte: 279px-Altitudes_and_orthic_triangle_SVG.svg.png ([2018]). Ao unirmos os pés dessas alturas, obtemos um novo triângulo, denominado triângulo órtico, justamente por ser obtido a partir da construção do ortocentro. Assim, chama-se órtico um triângulo ABC qualquer cujos vértices são os pés das alturas do triângulo ABC. O ortocentro existe em qualquer triângulo, seja ele acutângulo, obtu- sângulo ou retângulo. No entanto, o triângulo órtico só existe no triângulo acutângulo e no triângulo obtusângulo, pois no triângulo retângulo os pés das três alturas coincidem em um mesmo ponto, que é o vértice do triângulo que contém o ângulo reto. Todo triângulo não retângulo possui um único triângulo órtico. Porém, um mesmo triângulo órtico pode ser obtido de quatro triângulos diferentes: um acutângulo e três obtusângulos, conforme mostra a Figura 11. 11Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos Figura 11. Triângulos órticos iguais obtidos de quatro triângulos diferentes. Fonte: Figura3_triangulos_orticos.png ([2018]). A figura acima mostra os quatro triângulos que possuem o mesmo triângulo órtico. Note que o triângulo acutângulo ABC contém os outros três triângulos obtusângulos; por esse motivo, o triângulo acutângulo é denominado triângulo fundamental do triângulo órtico. As alturas de um triângulo acutângulo são as bissetrizes dos ângulos internos do triângulo órtico, conforme leciona Kilhian (2015). Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos12 1200PX-INRADIUS.SVG.PNG. [2018]. Largura: 587 pixels. Altura: 296 pixels. Formato: PNG. Disponível em: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/51/ Inradius.svg/1200px-Inradius.svg.png>. Acesso em: 14 set. 2018. 2011-06-09_112308.PNG. Minha Casa Minha Cara, [2011]. Largura: 587 pixels. Altura: 198 pixels. Formato PNG. Disponível em: <http://www.minhacasaminhacara.com. br/wp-content/uploads/2011/06/2011-06-09_112308.png>. Acesso em: 14 set. 2018. 279PX-ALTITUDES_AND_ORTHIC_TRIANGLE_SVG.SVG.PNG. [2018]. Formato: PNG. Disponível em: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/ Altitudes_and_orthic_triangle_SVG.svg/279px-Altitudes_and_orthic_triangle_SVG. svg.png>. Acesso em: 14 set. 2018. 4.JPG. Universidade Estadual de Londrina, [2018]. Largura: 260 pixels. Altura: 247 pixels. Formato GIF. Disponível em: <http://www.uel.br/cce/mat/geometrica/php/img/gif/ dg_ex_re/aula11t/ex4/4.gif>. Acesso em: 14 set. 2018. ALBRECHT, C. F.; OLIVEIRA, L. B. Desenho geométrico [recurso eletrônico]. Viçosa: Editora da UFV, 2013. Disponível em: <https://www2.cead.ufv.br/serieconhecimento/wp-content/ uploads/2015/06/desenho-geometrico.pdf>. Acesso em: 14 set. 2018. BARI.JPG. [2018]. Formato: JPG. Disponível em: <http://euler.mat.ufrgs.br/~ensino2/ ano2006/alunos/24/bari.jpg>. Acesso em: 14 set. 2018. BOLA de natal com cartolina. Conteúdos Didáticos EVT, 15 nov. 2012. Disponível em: <http://conteudosdidacticosevt.blogspot.com/2012/11/bola-de-natal.html>. Acesso em: 14 set. 2018. CIRCUNCENTRO_EN_TRIÁNGULO_ACUTÁNGULO.PNG. [2018]. Largura: 587 pixels. Altura: 296 pixels. Formato: PNG. Disponível em: <https://upload.wikimedia.org/wiki- pedia/commons/thumb/e/ee/Circuncentro_en_tri%C3%A1ngulo_acut%C3%A1ngulo. png/800px-Circuncentro_en_tri%C3%A1ngulo_acut%C3%A1ngulo.png>. Acesso em: 14 set. 2018. FIGURA3_TRIANGULOS_ORTICOS.PNG. [2018]. [2018]. Largura: 403 pixels. Altura: 385 pixels. Formato: PNG. Disponível em: <https://2.bp.blogspot.com/-48uYsTLBbUQ/ VYdZI5rKR9I/AAAAAAAAB7k/nTQUIWcmvH0/s1600/Figura3%2B-%2Btri%25C3%25A 2ngulos%2B%25C3%25B3rticos.PNG >. Acesso em: 14 set. 2018. IMAGE.JPG. [2018]. Largura: 587 pixels. Altura: 244 pixels. Formato: JPG. Disponível em: <https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/none/path/saad650542b6fffcf/ image/i2fc78c03a2bcc909/version/1468152655/image.jpg>. Acesso em: 14 set. 2018. IMAGEM de levantamento métrico. Fórum da Casa, [2018]. Largura: 587 pixels. Altura: 745 pixels. Formato JPG. Disponível em: <https://forumdacasa.com/extensions/InlineI- mages/image.jpg.php?AttachmentID=33017>. Acesso em: 14 set. 2018. 13Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos KILHIAN, K. Triângulos órticos. O Barcicentro da Mente, 24 jun. 2015. Disponível em: <https://www.obaricentrodamente.com/2015/06/triangulos-orticos.html>. Acesso em: 14 set. 2018. NUNES, K. R. A.; FAINGUELERNT, E. K. Fazendo arte com a matemática. 2. ed. Porto Alegre: Penso, 2015. TRIANGULO-DIVISOES.PNG. Matematica.pt, [2018]. Largura: 269 pixels. Altura: 236 pi- xels. Formato PNG. Disponível em: <https://www.matematica.pt/images/resumos/ triangulo-divisoes.png>. Acesso em:14 set. 2018. Leituras recomendadas CARVALHO, B. A. Desenho geométrico. Rio de Janeiro: Imperial Novo Milênio, 2005. CARVALHO, B. Desenho geométrico. Rio de Janeiro: Livro Técnico, 1959. JANUÁRIO, A. J. Desenho geométrico. Florianópolis: UFSC, 2000. JORGE, S. Desenho geométrico: ideias e imagens. 1. ed. São Paulo: Saraiva, 1998. NEVES, J. M. C. Desenho geométrico plano. São Paulo: Nacional, 1943. PUTNOKI, J. C. Desenho geométrico. Porto Alegre: Scipione, 1991. RIVEIRA, F. Traçados em desenho geométrico. Rio Grande: FURG, 1986. Triângulos: elementos, construções, pontos notáveis e triângulos órticos14 Conteúdo: