terça-feira, 30 de junho de 2020

[0228] O Triângulo do Lenhador: um instrumento de medição para usar nas escolas (I)

Num folheto didáctico produzido há já quase trinta anos mostra-se como, usando um triângulo do lenhador, se pode determinar aproximadamente a altura de uma árvore:


Trata-se de um simples triângulo, rectângulo e isósceles, que o lenhador usa mantendo um dos catetos horizontal. Ao observar a árvore ao longo da hipotenusa, se o topo da árvore fica acima da linha de visão, o lenhador afasta-se da árvore; se fica abaixo, aproxima-se da árvore. O objectivo é conseguir observar exactamente o topo da árvore:



O lenhador mede então a distância a que os seus pés estão da base da árvore (D). E, já sabendo a que altura fica o seu ponto de observação (O), determina a altura da árvore (A):


A = D + O

 

A explicação baseia-se na semelhança de triângulos: se os catetos do Triângulo do Lenhador são iguais, então os catetos do triângulo maior também são iguais.



Fonte e imagem: folheto de Carvalho & Pinto (1991)

Desenhos: Pedro Esteves


sábado, 20 de junho de 2020

[0227] Jogos para os quais há material em casa (III)








O ZIGUEZAGUE é disputado por dois jogadores num tabuleiro com 7 x 7 ou 9 x 9 pontos. O papel quadriculado é uma boa alternativa para o tabuleiro.


O ponto de partida é o ponto central: I.

O objectivo de cada jogador é chegar à sua casa antes do adversário (o ponto A é a casa do primeiro jogador e o ponto B a do segundo jogador).

O jogador que joga em primeiro lugar une por uma seta o ponto central a um dos pontos mais próximos dele, ou na vertical (para cima ou para baixo) ou na horizontal (para a direita ou para a esquerda), mas não na diagonal.

O segundo jogador faz o mesmo, mas partindo da extremidade da seta acabada de desenhar pelo seu adversário, como se mostra no exemplo abaixo. Não pode ser reutilizado nenhum ponto já usado.

Jogando alternadamente, os dois jogadores formam um trajecto contínuo que vai permitir a um deles chegar à sua casa antes do outro ...



As regras e os tabuleiros deste jogo já estão acessíveis através da página «Documentos» deste blogue (clicar em «Jogos de Reflexão»)


sábado, 13 de junho de 2020

[0226] Jogos para os quais há material em casa (II)


 


 






Desenha-se numa folha de papel quadriculado um tabuleiro com 6 x 6 casas. O tabuleiro pode ser maior, se se quiser, mas terá de ser quadrado.

Trata-se de um jogo para dois jogadores. Estes alternam-se a jogar. Um coloca a marca O nas quadrículas livres e o outro coloca a marca X. Ganha o jogador que conseguir que quatro das suas marcas formem um quadrado. A figura seguinte mostra um quadrado que acaba de ser formado:

Variante: joga-se até todas as casas estarem preenchidas; o vencedor é o jogador que tiver formado o maior número de quadrados.

Outra variante: o objectivo é não formar quadrados (perde o jogador que formar um).

As regras deste jogo, bem como as da Batalha Naval (mensagem «0219»), já estão acessíveis através da página «Documentos» deste blogue (clicar em «Jogos de Reflexão»)

domingo, 7 de junho de 2020

[0225] A histórica medição da distância entre Dunquerque e Barcelona (1792-1799)


A nova unidade de comprimento que o abade Gabriel Mouton propôs, em 1670, equivalente a um minuto de grau de um meridiano (quase dois quilómetros actuais), foi substancialmente reduzida em 1789. A comissão que a Constituinte francesa nomeou com o objectivo de concretizar a ideia de um novo sistema de unidades preferiu que a unidade de comprimento que a ia integrar tivesse uma dimensão próxima do que era manejado no quotidiano. Para tal, estabeleceu a célebre equivalência do metro ao comprimento da décima milionésima parte do quarto do meridiano terrestre.

A expedição em que foram envolvidas as equipas de Jean-Baptiste Delambre, partindo de Dunquerque, e de Pierre Méchain, partindo de Barcelona, entre 1792 a 1799 mediu o comprimento de quase 10º de um dos meridianos que passa próximo destas duas cidades (ver mensagem «0224»). Denis Guedj, em «A Meridiana», descreve de um modo pormenorizado o trabalho destas duas equipas, sem deixar de referir o contexto de uma revolução que então agitava a França e a Europa:


Depois de medirem cuidadosamente a latitude dos pontos de partida, o trabalho mais demorado das duas equipas foi o de estabelecer uma sequência de triângulos que unisse, sem interrupção, os dois extremos da fracção de meridiano a medir. Os triângulos deveriam estar unidos uns aos outros através dos vértices. E estes deveriam situar-se em pontos elevados, para que de cada um se pudesse avistar os outros vértices do triângulo (ou dos triângulos) de que fazia parte: podia estar no topo de um pico montanhoso, de um campanário, de uma torre; e, sempre que fosse necessário, para que um vértice fosse mais visível, ou mais bem definido, seria construído nele um «sinal», em madeira.
A sequência de triângulos que as duas equipas construíram foi a seguinte:


Como se vê nesta sequência de triângulos, os vértices situavam-se quer de um quer do outro lado do meridiano a medir. As únicas medidas a medir, e a registar, nesta fase, deveriam ser as dos ângulos dos triângulos e o instrumento usado para os medir era o teodolito. Este era colocado sobre um vértice e cada uma das suas lentes era apontada para os outros vértices do triângulo cujos ângulos estavam a ser medidos. Muito importante: cada ângulo seria medido várias vezes e o seu valor final corresponderia à média das medições; reduzia-se, assim, a imprecisão das medidas isoladas.

Depois de unida a sequência de triângulos vinda do Norte com a sequência vinda do Sul, apenas os ângulos destes triângulos eram conhecidos: os seus comprimentos podiam ser maiores, podiam ser menores …

Iniciou-se então o trabalho necessário para determinar a dimensão dos lados dos triângulos. Cada equipa construiu uma base, a de Delambre perto da cidade de Melun, a de Méchain perto da cidade de Perpignan (elas estão assinaladas no mapa acima). Cada uma destas bases correspondia ao lado de um dos triângulos mais pequenos da sequência, devendo o seu comprimento ser medido com o máximo rigor. Para tal, numa e noutra, foi construída uma ponte, em madeira, a uma certa altura do solo, que deveria permitir que se traçasse sobre ela um segmento de recta (foram usados miras e níveis para conseguir esta linearidade). Depois foram sucessivamente colocados sobre cada uma destas pontes réguas de platina (material pouco sensível a dilatações ou a contrações devido às alterações de temperatura), sem se tocarem (para que a colocação de uma não alterasse a posição da anterior), e contadas as réguas colocadas e somados os intervalos entre elas. Dispôs-se, assim, finalmente, do comprimento de um lado, um em Melun, outro em Perpignan.

Através do cálculo trigonométrico foram calculados os lados do primeiro triângulo a Norte e do primeiro triângulo a Sul. E à medida que os triângulos seguintes foram dispondo da medida de um lado, todos os triângulos acabaram por ter os seus três lados medidos.

Este conhecimento ainda não indicava qual a distância entre Dunquerque e Barcelona, sobre o meridiano escolhido. Ela só poderia ser determinada indirectamente, projectando uma sequência de lados de triângulos sobre esse meridiano e recorrendo, mais uma vez, ao cálculo trigonométrico.

Por fim, da posse dessa distância, e para cumprir a definição de «metro» estabelecida pela comissão, calculou-se a diferença de latitudes entre Dunquerque e Barcelona (uma simples subtracção), determinou-se a que fracção de 90º correspondia esta diferença (uma simples divisão), multiplicou-se a distância Dunquerque – Barcelona (sobre o meridiano) pelo inverso desta fracção e … dividiu-se este resultado por dez mil.

A nova unidade, o metro, expressa nas velhas unidades, equivalia a 3 pés, 11 linhas e 296 / 1000 da toesa do Perú!


Fonte: Guedj (1988; especialmente as pp. 45-46, 82.83, 224-229 e 249)
Imagens: capa do livro e Guedj; mapa encontrado via Google