A INFINITUDE DA MATEMÁTICA

Animal Arquitecto - As escolhas das Abelhas

Porque razão o exterior das colmeias das abelhas parece uma estrutura composta por células hexagonais, mas a base de cada célula é formada por três losangos regulares? A primeira questão envolve o Problema Isoperimétrico clássico, que é determinar uma figura plana com a maior área possível cujo limite tem um comprimento específico. As abelhas, por instinto, escolheram o hexágono, o que lhes permite construir os favos de mel da maneira mais económica. A segunda questão é como construir células com o maior volume mas usando a menor quantidade de cera. Em relação à base da célula, as abelhas usaram três losangos regulares para formar a base do prisma hexagonal. A estrutura, dado o volume fixo, irá formar uma menor área de superfície de modo a que seja necessária a menor quantidade de materiais para construir o favo de mel. O astrónomo G. F. Maraldi mediu o ângulo agudo e o ângulo obtuso da base da célula, e concluiu serem de 70°32" e 109°28". Comparando com os resultados de cálculo, que são 70°34" e 109°26", eles só diferem em 2". O mundo natural é realmente incrível!

Animal matemático - Teia da Aranha

Uma teia da aranha é uma estrutura tipo rede, criada por uma aranha com a seda que produz. É usada para habitação e captura de presas. Diferentes tipos de aranhas constroem teias de diferentes formas e tamanhos. As teias orbe são formadas por fios em espiral, tecidos em torno dos raios de uma estrutura radial. As teias em funil são teias horizontais, tipo folha, com um pequeno tubo semelhante a um funil no meio ou num dos lados da teia. As teias emaranhadas têm um enredado disforme de fios na metade superior, enquanto a metade inferior tem fios de seda em suspensão que tocam o chão para capturar presas. Em teias tipo folha, os fios de seda estão entrelaçados em direcções diferentes. Em geral, os raios nas teias de aranha são raios radiando do centro para fora, enquanto a linha espiral consiste em linhas colocadas sobre os raios e seguindo a espiral logarítmica.

Sabia que?

1. Quando os falcões voam no céu à caça de pequenos animais no chão, geralmente procuram o melhor ângulo para garantir maior velocidade e precisão.
2. Quando as lagartixas caçam mosquitos, moscas, traças e outros tipos de pequenos insectos, geralmente rastejam ao longo de uma linha em espiral. Em matemática, esta linha é chamada Espiral.
3. Quando as abelhas cortadoras usam as suas mandíbulas para cortar folhas em partes circulares ou ovais, os pedaços de folha têm todos a mesma forma e tamanho como se fossem cortados pelo mesmo molde.
4. O pólipo de coral trata o seu corpo como um calendário. Todos os anos, 365 linhas curvas são marcadas no seu corpo, aparentemente uma linha por dia.
5. Quando as garças vermelhas migram, normalmente voam juntas numa formação em "V". O ângulo desta formação é de cerca de 110°. Coincidentemente, metade deste ângulo é também o ângulo nos diamantes e cristais.
6. No Inverno, os gatos geralmente enrolam os seus corpos em forma de esfera de modo a que a área dos seus corpos exposta ao frio seja mínima, reduzindo também ao mínimo a perda de calor.

Jogos Interactivos

Colmeias

As colmeias construídas pelas abelhas são formadas por prismas hexagonais. A extremidade aberta de cada célula é um hexágono e a base, na extremidade fechada, é formada por três losangos do mesmo tamanho. O ângulo agudo e o ângulo obtuso de cada losango são de 70°32" e 109°28".

Folha

A disposição das folhas segue números especiais? O crescimento das folhas segue uma rotação de 137.5°, evitando a sua sobreposição em maior extensão, absorvendo assim a luz solar de forma mais eficiente.

Borboleta

As asas das borboletas são simétricas, mas a frequência com que agitam as asas não é alta, apenas quatro a dez vezes por segundo. Na realidade, as suas asas simétricas não são muito úteis para manterem um voo equilibrado.

Estrela-do-mar

A estrela-do-mar é um animal marinho em forma de estrela e possui, normalmente, 5 braços. A estrela-do-mar tem a capacidade de regenerar os seus membros desde que esteja presente um pedaço do disco central, e algumas espécies, de um braço perdido, podem desenvolver uma nova estrela-do-mar.

Coelho

O problema de crescimento populacional de coelhos de Fibonacci, refere que se um par de coelhos gera um par de coelhos (um macho e uma fêmea) por mês, cada coelho recém-nascido pode gerar outro par de coelhos no terceiro mês, e os coelhos nunca morrem. Qual o número total de coelhos após 50 meses?

Concha de Náutilo

Tente desenhar a secção transversal de uma concha de náutilo num rectângulo, com uma proporção de 1: 1.618. Primeiro, desenhe um quadrado dentro do rectângulo. Em seguida, no rectângulo menor adjacente, desenhe outro quadrado. Continue a desenhar quadrados, desta mesma maneira, até que não possa desenhar mais. Finalmente, desenhe uma curva em espiral que passe através de cada quadrado e o resultado será uma Espiral Dourada.

Girassol

Imagine que coloca uma semente no centro do girassol e outra perto do centro. Em seguida, coloque outra próximo ao centro girando 0,618 de um círculo (360°× 0,618 = 222,48°). Continue a colocar as sementes segundo este método para preencher todo o núcleo da flor, formando um arranjo único das sementes de girassol. De facto, 0,618: 1 = 1: 1,618 é a Proporção Dourada.

Anéis de Crescimento das Árvores

Quando uma árvore é cortada, na sessão transversal do tronco da árvore são revelados os anéis de crescimento. Representam a idade da árvore. Os anéis de cor mais clara são formados na Primavera, enquanto que os de cor mais escura são formados no Outono e Inverno. No entanto, as árvores que crescem em regiões tropicais podem não apresentar anéis de crescimento, dadas as mudanças sazonais serem mínimas.