quarta-feira, 8 de abril de 2015

MATEMÁTICA COMO LEITURA DA REALIDADE: FUNÇÕES TRIGONOMÉTRICAS

TRABALHO EM GRUPO



Tema: Funções Trigonométricas


Professor - tutor: 15921- Isaias de Jesus


Alunos: EDILEIDE COSTA DIAS 1093877
              ELIBERO PEREIRA DA SIVA 1094703
              GABRIELA CACIQUE DIAS 1094198
              JULIANA CRISTINA DA SILVA 1094136
              JULIANE RENATA DA SILVA 1094137



CURSO:
LICENCIATURA EM MATEMÁCIA EM EAD

TRABALHO EM GRUPO - FUNÇÕES TRIGONOMÉTRICAS

Trabalho em Grupo: Conceitos matemágicos 3: funções trigonométricas

Ações definidas para o trabalho:
  • 10 dias antes do início da quinzena, haverá o sorteio automático dos participantes e do líder (cada grupo terá de 2 a 5 participantes).
  • Abertura do fórum, pelo sistema, que se desenvolverá na ferramenta de trabalho em grupo;
  • Apresentação da proposta de trabalho (professor-responsável);
  • apresentação de cada participante (etapa 1);
  • início das discussões pelos alunos com a mediação do professor-tutor;
  • início da produção do conhecimento para a realização do trabalho.
Fique atento! Sua participação velerá 50% da pontuação.

Atividade
Baseado no filme: Donald no País da Matemágica 

Histórico:
Donald no País da Matemágica é um curta de 27 minutos que estrela o Pato Donald, foi lançados nos EUA em 1959.         O desenho foi indicado ao Oscar como Melhor Curta-documentário, pois é até hoje o melhor desenho educativo feito pela Disney. Trata-se de descobertas matemáticas que Donald realiza através de figuras importantes da matemática como a relação de Pitágoras e Música, o Pentagrama, a regra de ouro, o retângulo de ouro, arquitetura e arte, o corpo humano e a natureza, jogos (ex: bilhar, xadrez, etc), exercícios mentais e relações sobre infinito e futuro.
O filme procura estimular o aluno a viajar no mundo da matemágica e conseguir abstrair conceitos de maneira mais atraentes do que seria em uma sala de aula convencional. 

Atividade individual:
Inicialmente, assista ao filme indicado, sem preocupar-se com a atividade. Aproveite a história para se divertir com o Pato Donald.
Agora, vamos assistir novamente e identificar alguns conceitos importantes para nosso trabalho.
Quando chegar a 3´20´´ do filme, observe as situações elencadas a seguir.
A escala Pitagórica tem esse nome por conta de seu criador, Pitágoras ( VI a. C.). Esta escala foi construída a partir da divisão de uma corda em duas, três e quatro partes iguais. Provavelmente a escolha destas divisões deve-se à influência dos números 1, 2, 3 e 4 (Tetractys), números estes que, de acordo com a crença dos Pitagóricos, poderiam construir o universo.
Devido a essas divisões, os primeiros intervalos obtidos, a partir do som fundamental (consideremos o dó, por exemplo), foram, nesta ordem: a oitava (metade da corda), a quinta (dois terços da corda) e a quarta (três quartos da corda).
As outras notas da escala podem ser obtidas a partir de uma progressão de quintas.
A freqüência do som produzido para cada nota é proporcional ao inverso do comprimento da corda, a partir da freqüência da nota fundamental. Para as notas obtidas anteriormente, e considerando a freqüência do som fundamental igual a 1.
Se continuarmos com a progressão de quintas, obteremos a escala cromática Pitagórica, reduzindo-se sempre os intervalos compostos a intervalos simples. Um intervalo composto é aquele que ultrapassa o limite de uma oitava.

Atividade em grupo:
Em seu livro Funções trigonométricas, leia o capítulo 1, depois, discuta com seus colegas de grupo as características das notas musicais e como elas podem ser associadas as funções trigonométricas, seja na composição das notas como nas ondas sonoras geradas pelos sons. Não deixe de classificar cada função, seus elementos, conjunto domínio e imagem, além de propor outros casos que estrapolem o caso da música.

Apresentação dos resultados:
O resultado dessa atividade deve ser transformado em um painel digital ou blog, onde vocês desenvolvam o conhecimento adquirido a respeito das funções trigonométricas. Postem na ferramenta portfólio no ambiente virtual, fotos e/ou vídeos explicativos, mostrando como desenvolveram essa prática.
Usem a criatividade e bom trabalho!

Fechamento:
O painel ou blog desenvolvido pelos grupos serão divulgados para toda turma. Cada grupo fará uma sua análise baseando-se nos seguintes critérios:
  • O objetivo proposto foi alcançado?
  • É coerente?
  • É informativo?
  • Há erros de conceitos?
  • O material ficou claro?

DONALD NO PAÍS DA MATEMÁGICA


UM POUCO SOBRE O SOM PRODUZIDO PELAS NOTAS MUSICAIS

O som é o resultado de uma vibração, que se transmite ao meio de propagação, provocando zonas de maior compressão de partícula e zonas de menor compressão (zonas de rarefação) de partículas, originando uma onda sonora. Se quisermos ouvir o som de uma corda, deveremos pinçá-la para que esta saia de sua posição de equilíbrio e realize movimentos vibratórios, em certo intervalo de tempo. A amplitude do deslocamento desta corda ao ser pinçada é comparável ao da ordenada de um ponto P ao percorrer uma circunferência no sentido anti-horário. Este movimento é descrito pela função seno. Teremos que a função y = sen x. 

FUNÇÃO SENO

FUNÇÃO SENO

*         Domínio: A função seno está definida para todos os valores reais, sendo assim D(sen)=R.


*         Imagem: O conjunto imagem da função seno é o intervalo Im={y em R: –1<y<1}


*     Periodicidade: A função é periódica de período 2p. Para todo x em R


*   Limitação: O gráfico de y = sen(x) está inteiramente contido na faixa do plano situada entre as retas horizontais y = - 1 e y = 1. Assim a função seno possui valores de 1 a – 1.

*    Simetria: A função seno é ímpar, pois para todo x real, tem se que: sem (-x) = -sen (x)








ESCALA PITAGÓRICA E RELAÇÃO DO SOM COM A FUNÇÃO SENO

Uma corda foi dividida ao meio, e verificou-se que esta corda tinha o dobro de vibrações, ou seja, considerando que a corda inteira vibrava 10 pulsos, metade da corda vibrou 20, e o período da função reduziu à metade. Portanto, a metade da corda tem o dobro das vibrações da corda inteira e o som obtido soa uma oitava acima. Quanto maior o número de vibrações, mais agudo é o som. Ao compararmos as funções, temos que a segunda representa um som mais agudo que a primeira, visto que o número de vibrações é maior.   Quando nos deparamos com acordes exatos e uma sonoridade perfeita, não percebemos a relação existente entre a matemática e a música. Mas, aos poucos vamos descobrindo que a matemática possui um papel fundamental na música, tanto na divisão rítmica ou sonora. No início, a música foi associada ao canto das aves, ao vento formado nas canas das plantações ou ainda ao som da água. 
Atualmente é definida como uma sucessão de energias em vibração transmitidas pelo ar e recebidas pela nossa membrana auditiva (sons). Organizados em uma métrica precisa, esses sons distinguem-se dos que ouvimos de forma desordenada. Pitágoras, com a ajuda dos seus discípulos, iniciou uma pesquisa sobre os sons e descobriu que dois fios esticados quando tocados simultaneamente produziam um som agradável. Eles observaram que as relações existentes entre os comprimentos dos fios sempre obedeciam a determinadas razões em certos intervalos. Os gregos chegaram a afirmar que a relação entre a matemática e a música era tão forte que a música era os números em movimento. Estabeleceram-se relações entre a música e as formas geométricas. 
A proporção de uma quinta (2:3) corresponde aos lados de um triângulo de um pentagrama, a quarta (3:4) corresponde aos lados de um triângulo de um pentágono e a oitava (1:2) corresponde a um retângulo composto por dois quadrados dividido por uma diagonal. O astrônomo alemão Kepler (1609) tentou estabelecer a relação entre os aspectos divinos da música e o movimento planetário. Afirmava que os diâmetros das órbitas dos planetas eram proporcionais uns aos outros em razões de números inteiros, tal como os tons numa escala musical.
 Nos gráficos abaixo podemos observar a semelhança do gráfico da função seno e o gráfico produzido por um som com notas musicais em uma frequência de 15 hz.




                 

EXEMPLOS DE OUTRAS SITUAÇÕES QUE ENVOLVAM FUNÇÕES TRIGONOMÉTRICAS


O caso mais clássico onde podemos encontrar casos que envolvam funções trigonométricas são as ondas produzidas no mar. Através das definições de ondas, entendemos a relação delas com as funções trigonométricas. As ondas são perturbações que se propagam no espaço, ou em meios materiais, transportando energia. De acordo com a sua natureza, as ondas podem ser classificadas em dois tipos:

*  Ondas mecânicas: são as ondas que se propagam em meios materiais. Por exemplo: as ondas marítimas, ondas sonoras, ondas sísmicas etc. A descrição do comportamento desse tipo de onda é feita pelas Leis de Newton.

*   Ondas eletromagnéticas: são resultado da combinação de campo elétrico com campo magnético. Sua principal característica é que não precisam de um meio material para propagarem-se. São exemplos desse tipo de onda a luz, os raios X, as micro-ondas, ondas de transmissão de sinais entre outras. Essas Leis são descritas pelas Equações de Maxwell.

Outra classificação das ondas é feita considerando-se a direção de vibração. De acordo com essa característica, uma onda pode ser definida como:

*  Transversal: quando as partículas do meio de propagação vibram perpendicularmente à direção de propagação da onda. Um exemplo desse tipo de onda é a luz.

*    Longitudinais: quando as partículas do meio de propagação vibram na mesma direção em que a onda se propaga, como é o caso das ondas sonoras.

Por fim, quanto à direção de propagação, as ondas podem ser classificadas em:

* Unidimensionais: quando se propagam em apenas uma direção, como a onda em uma corda;

* Bidimensionais: se a propagação ocorre em duas direções, que é o caso da onda gerada por uma perturbação na águas.

* Ondas tridimensionais: que se propagam em três dimensões, como as ondas sonoras.

CONCLUSÃO

O blog sobre o trabalho de Funções trigonométricas atingiu o seu objetivo, de trazer informações mais precisas sobre a relação entre as notas musicais e as funções trigonométricas. Nesse trabalho, tentamos destacar a relação da Função seno e seus elementos, bem como a importância do estudo do seu gráfico. O material postado no blog, tentamos conseguir deixar o mais coerente e objeitvo possível, para o bom entendimento de quem acessar o blog.