sábado, 21 de dezembro de 2019

[0204] A espiral do tempo e a árvore de Natal


As Férias do Natal constituíam, no tempo em que fui professor, a primeira grande interrupção do ano lectivo. Eram quase duas semanas de liberdade mental, acontecendo-me frequentemente usá-la para explorar … problemas de Matemática. O mesmo me acontecia, aliás, nas Férias de Verão, como referi na mensagem «0056».

Agora a minha liberdade mental é outra, mas parece que o Natal continua a inspirar-me na direcção da Matemática, como se nota nas últimas mensagens.

Em Setúbal, na Avenida Luísa Todi, está agora patente a seguinte estilização de uma árvore de Natal, com a forma de um cone de revolução, salientando-se sobre ela uma curva que se vai enrolando, ou desenrolando, ao longo da superfície cónica:


Esta curva é uma espiral, um conceito matemático assim definido num dicionário especializado: “Curva que é desenhada por um ponto que se move em torno de um ponto fixo, do qual se afasta gradualmente.

Para nos certificarmos de que se trata de uma espiral, e não de uma outra curva, podemos observar os detalhes da construção desta árvore de Natal a partir de uma fotografia tirada do solo:


Conclui-se que este tronco de cone é formado por 18 segmentos de recta, que descem do vértice até ao solo, e por um número indefinido de circunferências horizontais, todas com centro no eixo do cone e apoiadas nos segmentos de recta.
No entanto, isto não é exactamente o tronco de um cone de revolução, mas sim uma superfície parecida, constituída por sucessivos andares formados por trapézios. E a curva mais não é do que uma sucessão de diagonais dos trapézios: terá ela a forma aproximada de uma espiral?

Desenhando toda esta construção como uma projecção horizontal, e reduzindo-a a um número mais fácil de desenhar de segmentos de recta, apenas 16, e a 10 circunferências, temos de facto uma aproximação à espiral tal como é definida na Matemática (é constante a relação entre o ritmo com que roda e o ritmo com que se afasta, ou aproxima):


Há, na Natureza, diversos fenómenos dependentes do tempo a que os respectivos especialistas associam a espiral:

Um deles é a forma de uma boa parte das galáxias, como a da Galáxia de Pinwheel (também conhecida por «Messier 101 or NGC 5457»), situada a uma distância de aproximadamente 21 milhões de anos-luz do Sistema Solar:


Outro é o da forma de crescimento das Amonites, um grupo de moluscos que viveu entre meados do Devónico e o fim do Cretácico (durante mais de 300 milhões de anos), e que é parente dos actuais nautiloides:


Voltando à oportunidade que as interrupções de trabalho nos proporcionam: nas últimas duas décadas e meia os sucessivas equipas que ocuparam o Ministério da Educação promoveram a redução dos tempos de paragem, tanto para alunos como para professores, o que tem implicado a expansão do tempo em que, uns e outros, estão sujeitos a controlo por uma hierarquia, diminuindo assim o tempo disponível para a criatividade individual. Onde está aqui a sociedade inovadora que tanto é apregoada?

Fotografias: Eva Maria Blum (Setúbal) e Wikipédia (Galáxia; Amonite)
Desenho: Pedro Esteves
Fonte: livros de Albuquerque & Carvalho (1990; p. 51) e de Pappas (1989; p. 189)

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