Nas quatro primeiras partes desta atividade você poderá estudar como funções reais (incluindo funções definidas por partes) podem ser usadas para se modelar sólidos de revolução e, também, como aproximações destas funções permitem calcular aproximações para o volume dos sólidos correspondentes. Superfícies e sólidos de revolução são amplamentes usados em design industrial, arquitetura e artesanato. Usando o aplicativo da Parte 5 desta atividade, você poderá modelar interativamente um objeto 3D que é uma superfície de revolução a partir de uma foto de seu perfil.



Módulos

Parte 1
 
Parte 1:
Rotação em Torno do Eixo X


 


Parte 2
 
Parte 2:
Rotação em Torno do Eixo Z


 


Parte 3
 
Parte 3:
Volume Aproximado pelo Método dos Discos


 


Parte 4
 
Parte 4:
Volume Aproximado pelo Método dos Troncos de Cone


 


Parte 5
 
Parte 5:
Modelando Objetos com Superfícies de Revolução


 




INFORMAÇÕES SUPLEMENTARES

JOHANNES KEPLER E O VOLUME DE BARRIS DE VINHO

Em 1612, o astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) mudou-se para Linz na Áustria. A safra de vinho foi excelente naquele ano e o produto era vendido a um baixo preço. Nas palavras do próprio Kepler:

“Depois de meu casamento em novembro do último ano, na época em que barris de vinho da Baixa Áustria eram armazenados às margens do Danúbio perto de Linz após uma safra abundante, sendo ofertada a um preço razoável, era dever do novo marido e devotado pai de família comprar a bebida para consumo em seu lar. Quatro dias depois, vários barris foram trazidos para a adega e o vendedor de vinho veio com uma vareta que ele usou para medir a quantidade de vinho em todos os barris, independentemente da sua forma e sem qualquer cálculo ou estimativa adicionais. A extremidade metálica da vareta graduada era introduzida pelo buraco no meio do barril até alcançar sua borda inferior. [...] Surpreendeu-me que a diagonal colocada através da metade do barril pudesse ser usada para se medir o volume, e eu duvidei da validade deste método, uma vez que um barril menor com um fundo mais amplo e, então, com um volume menor, poderia ter a mesma marcação na vareta graduada. Para mim, como um recém-casado, não me pareceu inoportuno investigar o princípio matemático por de trás dessa regra prática e amplamente usada para se medir volumes e trazer luz às leis geométricas subjacentes.”



Ilustração de Johann Frey publicada em 1531 em Nuremberg.

Um barril de vinho pode ser modelado como um sólido de revolução. Uma das ideias de Kepler para calcular o volume do barril foi a de aproximá-lo por uma sequência de troncos de cilindros justapostos, seguindo o mesmo princípio apresentado na Parte 3 desta atividade.

Kepler aplicou esta técnica para outros tipos de sólidos de revolução (92 no total). Alguns destes sólidos já foram discutidos por Arquimedes (conóides e esferóides), mas muitos outros eram novos. Para estes, Kepler deu esses nomes tais como maçã, limão, pera, noz, etc. Seus estudos foram publicados no livro Nova Stereometria Doliorum Vinariorum (Nova Estereometria de um Barril de Vinho) em 1615. Muitos acadêmicos consideram este trabalho de Kepler como um dos marcos que antecedem a criação do Cálculo Diferencial e Integral.

   
Fotos: páginas 33 e 98 do livro Nova Stereometria Doliorum Vinariorum de Kepler (Posner Memorial Collection in Electronic Format).



Creative Commons License

Responsável: Humberto José Bortolossi.
Idealização: Humberto José Bortolossi.
Programação: Humberto José Bortolossi.
Revisão: Humberto José Bortolossi.
Biblioteca gráfica: JavaView – Interactive 3D Geometry and Visualization.
Esta atividade foi construída com o software de matemática dinâmica gratuito e multiplataforma GeoGebra.

Superfícies e Sólidos de Revolução 29/05/2009
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Endereço alternativo: http://www.cdme.im-uff.mat.br/.

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