domingo, 26 de fevereiro de 2012

A fantástica sequência de Fibonacci

A sequência de Fibonacci é uma sequência infinita em que cada termo, a partir do terceiro, é igual à soma dos dois termos antecessores. Os primeiros termos da sequência de Fibonacci são:

1,1,2,3,5,8,13, ...

Com base nessas informações, classifique como verdadeira ou falsa cada uma das afirmações. Justifique seu raciocínio.

a)A lei de formação que permite calcular os termos dessa sequência é an+1 = an-1 + an, com  e , e a1 = a2 = 1.
b)      O número 65 faz parte dessa sequência

c)      a8 = 21

d)      Determine os próximos cinco termos da sequência (1,4,5,...), utilizando a relação entre os termos existentes na sequência de Fibonacci.
 




Artigo publicado na Revista Superinteressante

O cientista é um privilegiado leitor da natureza

Veja como a sequência de números, descoberta na Idade Média, está também nas plantas, nos animais, na arte grega e nos versos latinos.
Podem até parecer partes de um novo quebra-cabeças essas perguntas:

- O que há de comum entre o número de escamas de certas espécies de peixes e o número de segmentos da superfície de uma pinha?
- Qual a relação entre a disposição dos ramos e das folhas de algumas árvores e a métrica definida em alguns poemas de Virgílio e de outros poetas romanos?


  
O traço comum que responde a essas e a uma centena de outras perguntas, sugeridas na revista Fibonacci Quarterly, editada pela Associação Fibonacci da Califórnia, parece estar escrito na natureza e nas artes e foi formalmente lido por um exuberante matemático, Leonardo de Pisa, ou Leonardo Pisano, ou ainda Leonardo Fibonacci, por volta do final do século XII e início do século XIII de nossa era. Tempos difíceis, aqueles. Estava-se em plena Idade Média, quando descobertas e conhecimento circulavam muito lentamente, pois as cidades se isolavam umas das outras e os livros eram raros e caros - afinal, sequer fora inventada a imprensa.

Seu livro, completado em 1202, recebeu um título que não lhe faz justiça: Líber Abaci ou Livro do Ábaco, na sua forma mais simples, é uma moldura retangular, com arames onde correm pequenas bolas que servem para cálculos elementares de Aritmética. Ainda hoje é muito usado nos países orientais. Muito do que o livro contém não chega a interessar nos nossos dias. Mas alguns problemas ali expostos foram a alavanca de numerosas considerações matemáticas que se sucederam nos séculos seguintes.

O que mais inspirou as gerações posteriores de matemáticos foi esse intrigante problema:

“Quantos pares (um macho e uma fêmea) de coelhos serão produzidos em um ano, começando com um único par, se em cada mês cada par gera um novo par que se torna fértil a partir do segundo mês?”

Este célebre problema dá origem à seqüência que leva o nome de Fibonacci:

Ou simplesmente 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ...

Observe que cada termo, após os dois primeiros, é a soma dos dois imediatamente precedentes. Com um pouco de esforço qualquer pessoa medianamente treinada poderá criar outras seqüências desse tipo. Mas o que certamente nenhum leigo conseguirá - e é isso que torna a seqüência de Fibonacci deveras interessante - é a freqüência e a variedade de suas aparições na natureza e nas artes.

Veja esses exemplos: o número de pequenas flores que formam o miolo do girassol é um dos números da seqüência de Fibonacci; o número de escamas de certos peixes e o número de segmentos da superfície de uma pinha são números da seqüência de Fibonacci; pode-se verificar que Virgílio e outros poetas romanos escreveram poemas nos quais a métrica está definida conforme as regras da seqüência de Fibonacci. [...] Outras investigações no campo da Botânica têm mostrado que as frações que representam a disposição espiral das folhas nos ramos são, com freqüência, membros da seqüência de Fibonacci.
Artigo disponível na íntegra em:
 
 
Aplicativo "Fibonacci: problema dos coelhos"
Esta simulação trata do problema dos coelhosque é a questãoque ajudou-o a gerar a sua famosa sequência.


Clique aqui para baixar o aplicativo sobre o problema dos coelhos

Assista também ao vídeo sobre a sequência de Fibonacci, suas aplicações na natureza e o número áureo:



terça-feira, 22 de novembro de 2011

II Ciclone do Saber - Mostra científica, cultural e artística

Nos dias 16 e 17 de novembro do corrente ano, ocorreu nas dependências do Instituto Estadual de Educação Barão de Tramandaí, o II Ciclone do Saber - Mostra científica, cultural e artística.
O evento já  havia sido divulgado aqui no blog.
Na tarde do dia 16, os alunos do 1º ao 7º ano do ensino fundamental apresentaram seus trabalhos no Ciclone do Saber Mirim.
No mesmo dia, os alunos do ensino médio do noturno apresentaram seus trabalhos experimentais e/ou pesquisa.
Já no dia 17 foi à vez dos alunos do diurno apresentarem seus trabalhos. Os alunos do ensino médio da manhã, juntamente com os alunos do 8º e 9º ano do ensino fundamental e os alunos do Curso Normal da tarde, deram um show em suas apresentações com muita organização e criatividade.

Nesta segunda edição do Ciclone do Saber foram 150 trabalhos inscritos nas mais diversas áreas do conhecimento, superando o número de trabalhos inscritos na primeira edição do evento que foi de 132.
Os assuntos dos trabalhos apresentados foram escolhidos livremente pelos alunos, mostrando a afinidade de cada grupo com as áreas do conhecimento abordadas no currículo da escola. Alguns trabalhos tinham ênfase na exposição e outros na experimentação, mas de modo geral, os trabalhos obtiveram uma boa avaliação tanto da comissão organizadora quanto da avaliadora.
Durante os dois dias em que ocorreu o evento, a escola recebeu a visita do Centro de Ensino Sinodal de Tramandaí.
O vídeo abaixo contém os registros fotográficos e filmográficos de alguns trabalhos apresentados nos quatro turnos em que ocorreu o II Ciclone do Saber.


Comissão Organizadora do II Ciclone do Saber: Adriana Nunes (Diretora), Priscila Rocha, Joice Costa, Ariana Leite, Andrios Bemfica dos Santos, Jéssica Abraham, Giceli Schallenberger e Márcia Costa (Professores).

quarta-feira, 9 de novembro de 2011

Queda dos corpos – Aspectos históricos e alguns aplicativos

Entre diversos movimentos que ocorrem na natureza, houve sempre interesse no estudo do movimento de queda dos corpos próximos à superfície da Terra. Quando abandonamos um objeto (uma pedra, por exemplo) de uma certa altura, podemos verificar que, ao cair, sua velocidade cresce, isto é, o seu movimento é acelerado. Se lançarmos o objeto para cima, sua velocidade diminui gradualmente até se anular no ponto mais alto, isto é, o movimento de subida é retardado. As características destes movimentos de subida e descida foram objeto de estudo desde tempos bastante remotos.




Aristóteles
(384-322 a.C.)

Aristóteles e a queda dos corpos


O grande filósofo Aristóteles, aproximadamente 300 anos antes de Cristo, acreditava que, abandonando corpos leves e pesados de uma mesma altura, seus tempos de queda não seriam iguais: os corpos mais pesados alcançariam o solo antes dos mais leves. A crença nesta afirmação perdurou durante quase dois mil anos. Isso ocorreu em virtude de nossa intuição nos fazer pensar que os corpos mais pesados realmente caem mais rapidamente, além da grande influência do pensamento aristotélico em várias áreas do conhecimento. Um estudo diferenciado do movimento de queda dos corpos utilizando técnicas experimentais só viria a ser realizado pelo físico Galileu Galilei, no século XVII.

Galileu e a queda dos corpos


Galileu Galilei
(1564-1642)

Galileu é considerado o introdutor do método experimental na Física, acreditando que a realização de experimentos, ao controlar as partes importantes do fenômeno, ajudaria na sua explicação. Já os aristotélicos consideravam que os experimentos não serviam para estudar a realidade. Esse método, inovador, serviu para abordar a pesquisa de um modo diferente, o que levou a conclusões bem distintas das de Aristóteles.
Estudando a queda dos corpos através de sofisticadas técnicas experimentais e de medição, Galileu chegou à conclusão de que:

Abandonados de um mesma altura, um corpo leve e um corpo pesado caem simultaneamente, atingindo o chão no mesmo instante.”

contrariamente ao que pensava Aristóteles.

Galileu descreve em seus livros que ele teria subido ao alto da Torre de Pisa e, para demonstrar experimentalmente sua afirmativa, abandonou várias esferas de pesos diferentes, que atingiram o chão quase ao mesmo tempo.

A famosa torre inclinada de Pisa, cuja altura é de, aproximadamente, 45m. Conta-se que, do alto dessa torre, Galileu realizou sua célebre experiência sobre a queda dos corpos.


Aplicativos sobre Queda dos Corpos

Abaixo serão listados alguns aplicativos disponíveis na web sobre queda dos corpos, onde é possível visualizar a relação entre grandezas envolvidas neste movimento, como aceleração da gravidade, velocidade, posição e tempo de queda. Também é possível diferenciar a queda dos corpos no vácuo ou no ar, quando a resistência do ar é desprezível (queda livre), e no ar quando há existência de resistência com o ar.


Galileu na Torre de Pisa
Este aplicativo demonstra a teoria proposta por Galileu Galilei na queda dos corpos. É possível visualizar que corpos de diferentes massas caem ao mesmo tempo de uma mesma altura se a queda for no vácuo ou quando a resistência do ar é desprezível.

Clique aqui para visualizar o aplicativo

O Paraquedista
Um paraquedista salta de um helicóptero parado no ar a uma certa altura, porém seu paraquedas não abre e ele cai em queda livre..

Clique aqui para visualizar o aplicativo

Bungee Jump
Nessa simulação um lutador de sumô e uma criança saltam de bungee jump de um prédio de 125m para demonstrar qual deles começa a esticar a corda primeiro.

Clique aqui para visualizar o aplicativo

Queda Natural
Nessa simulação Newton está debaixo de uma macieira como espectador e o usuário pode escolher uma das maçãs e modificar seus respectivos pesos para analisar o tempo e a velocidade de queda.
Clique aqui para visualizar o aplicativo

A Queda Desesperadora
Um homem gordo e um homem magro pulam ao mesmo tempo de um helicóptero a 800m de altura. Qual dos dois chegará primeiro ao chão?

Clique aqui para visualizar o aplicativo

As Bexigas
Em cima de um prédio existem duas bexigas nas mãos de duas pessoas. Essas pessoas abandonam as duas bexigas simultaneamente e veremos qual cairá em menos tempo, a primeira ou a segunda. A altura inicial é de 100 metros do solo. O usuário poderá escolher o volume de água das bexigas: a primeira de 0 a 100 ml e a segunda de 0 a 70 ml.

Clique aqui para visualizar o aplicativo


A discussão deste post traz tópicos históricos sobre a queda dos corpos, publicados no  livro “Curso de Física” de Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga.

segunda-feira, 7 de novembro de 2011

Telhas, telhados e trigonometria

A seguinte discussão a ser realizada neste post é um tópico encontrado no livro Matemática: Ciência, linguagem e tecnologia, do autor Jackson Ribeiro.
Na construção civil tem-se a preocupação com várias etapas do processo de um obra: fundação, estrutura, acabamento, telhado, dentre outras. Na etapa do telhado, por exemplo, alguns aspectos devem ser considerados, como a inclinação e o tipo de telha que será utilizado. Quanto menos inclinado, mais o peso das telhas contribui para que o telhado fique estável, evitando problemas futuros, como o escorregamento de telhas.


Pode-se determinar a inclinação de um telhado calculando a razão entre a altura e a largura de seu vão, isto é, h/c . Em geral, esse valor é apresentado em porcentagem.
  
Inclinação obrigatória mínima
 
Há diferentes tipos de telhas para diferentes tipos de inclinação para que se mantenha uma boa margem de segurança.


Representação das telhas citadas na tabela a cima
 
Em lugares que neva, os telhados costumam ser bem mais inclinados para que não ocorra o acúmulo de neve.

Discutindo o assunto:
De acordo com as informações apresentadas, do que depende, principalmente, o tipo de telhado a ser construído? E de que maneira isso está relacionado com a trigonometria?
De que forma os conhecimentos de trigonometria contribuem para planejar e decidir o tipo de telhado mais adequado a ser construído?

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