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Matemática e a Arte de Navegação Náutica

Introdução Os nossos antepassados partiram por mar à procura de novas terras, deram novos mundos ao mundo na voz do poeta Luís de Camões. Tu, também, és um marinheiro de reconhecido valor e afamado entre a marinhagem. Contudo, com o auxílio da Matemática, serás ainda melhor na arte de marinharia. Considera a seguinte situação: Devido a este problema, estás perdido no mar, mas consegues avistar dois pontos que estão indicados na tua carta náutica: o rochedo e a boia. Além disso, do ponto em que o teu barco se encontra, consegues medir um ângulo de 60° entre o rochedo e a boia. Com estas informações, qual é a localização do teu barco na carta náutica? Considerando R a localização do rochedo, A a localização do teu barco e B a localização da boia, segue as instruções seguintes para te ajudar a encontrar a resposta. Instruções: 1. Usa a ferramenta Toolbar Image , marca um ponto A na carta náutica; 2. Usando a ferramenta Toolbar Image, mede a amplitude do ângulo RAB, selecionando os pontos R, A e B, por esta ordem; 3. Seleciona a ferramenta Toolbar Image e move o ponto A, de forma a encontrares uma localização possível para o teu barco. 4. Podes usar as ferramentas que considerares pertinentes para encontrar a localização do teu barco. Brinque a vontade.

Qual foi a estratégia que usaste para chegar à localização do barco? Porque?

O ponto que encontraste é a única localização possível para o teu barco?

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  • A
  • B
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Como pudeste verificar, o ponto A, a localização do teu barco, existe e não é único. Um pouco de história da Matemática... O desenvolvimento da Matemática, durante a época áurea da Grécia antiga, foi auxiliado por três importantes ferramentas: a régua não graduada, o compasso e a inteligência humana. A versatilidade desses instrumentos permitiu que a sua utilização se estendesse desde os filósofos gregos até à atualidade com aplicações muito diversificadas no nosso dia a dia, de entre elas, a arte de bem governar uma embarcação. Instruções: 1. Usando a ferramenta Toolbar Image, mede a amplitude do ângulo RAB, selecionando os pontos R, A e B, por esta ordem; meça também a amplitude do ângulo BA'R, selecionando B, A' e R, por esta ordem. 2. Seleciona a ferramenta Toolbar Image e move o ponto A e observe o que acontece. Faça a mesma coisa com o ponto A'. 3. Com o botão direito clique encima do ponto A e habilite "Exibir Rastro". Volte a mover o ponto A e observe. Faça igual com o ponto A'.

O que observaste?

Consegues imaginar como e porque isto acontece?

 A localização do teu barco é um ponto que se encontra sobre um arco capaz de um ângulo inscrito de 60 ° (tranquil@, aprenderas do que se trata mais adiante). Espero que esta atividade tenha despertado a devida curiosidade e motivação para dar continuidade aos estudos do fascinante mundo da geometria...
Já vimos que o teu barco segue um caminho curvo, mas o que é que está a guiar esse movimento? Para começarmos a investigar este mistério, vamos desenhar as linhas que ligam o teu barco aos pontos de referência e observar como elas se comportam. Instruções: 1. Usando a ferramenta Toolbar Image (esta dentro de Toolbar Image), desenha o segmento de reta AB seleccionando o ponto A e B. Do mesmo modo, desenha os segmentos BR e RA. 2. Usando a ferramenta Toolbar Image, mede a amplitude do ângulo RAB, selecionando os pontos R, A e B, por esta ordem; mede também a amplitude de ABR, selecionando A, B e R, por esta ordem; por último mede a amplitude de BRA. 3. Seleciona a ferramenta Toolbar Image e move o ponto A, observe. 4. Usando a ferramenta Toolbar Image (esta dentro de Toolbar Image), mede o tamanho do segmento AB, selecionando A e B; mede também o segmento AR, do mesmo modo e por último o segmento RB. 5. Seleciona a ferramenta Toolbar Image e move o ponto A, observe novamente.

Após executar a instrução 3. quando o barco se aproxima do rochedo, o que acontece com o ângulo oposto a esse lado?

Enquanto moves o ponto A, alguns ângulos mudam e outros não. Se somares os três do teu triângulo agora, e depois de moveres o barco, o que descobres?

Após executar a instrução 5. quando o barco se aproxima da boia, o que acontece com o segmento AR?

Existe algum lugar onde o triângulo fica com dois lados exatamente iguais?

Muitas vezes, para medirmos a distância exata do barco até à linha da costa (ou algum outro horizonte), não podemos usar linhas tortas. Precisamos do caminho mais curto. Vamos traçar uma reta que sai do ponto A e cai 'em pé' (perpendicular) sobre o segmento RB; isto nos dará o caminho mais direto até esta linha (altura do triângulo ARB). Instruções: 1. Usando a ferramenta Toolbar Image traze a perpendicular ao segmento RB, selecionando o ponto A e o segmento RB. 2. Determina o ponto de interseção da perpendicular com o segmento RB. Para tal, seleciona a ferramenta Toolbar Image, clica num segmento e, depois, no outro. Vai surgir o ponto F. 3. Usando a ferramenta Toolbar Image (esta dentro de Toolbar Image), mede o tamanho do segmento AB, selecionando A e B; mede também o segmento AR, do mesmo modo e por último os segmentos RF e BF. 4. Usando a ferramenta Toolbar Image, mede a amplitude do ângulo RAB, selecionando os pontos R, A e B, por esta ordem; mede também a amplitude de ABF, selecionando A, B e F, por esta ordem; a amplitude de BFA; e a amplitude FRA do mesmo modo. 5. Seleciona a ferramenta Toolbar Image e move o ponto A. Observe.

Observa os dois novos triângulos que apareceram. O que eles têm de diferente em relação ao triângulo original? (Dica: olha para o encontro da altura com a base).

O que acontece com esses dois triângulos se moveres o barco para a esquerda ou para a direita?

Créditos Atividade adaptada do recurso experimento "Arco Capaz e Navegação", da autoria de Leonardo Barichello, da coleção de recursos "Recursos educacionais multimídia para a matemática do ensino médio" da M3 em parceria com a Unicamp. Ligação para o recurso desta atividade na rede https://m3.ime.unicamp.br/recursos/996 Este trabalho está licenciado sob CC BY-NC-SA 4.0