MATEMÁTICA APLICADA ÀS CIÊNCIAS

Aula Prática Matemática aplicada às ciências

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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: MATEMÁTICA APLICADA ÀS CIÊNCIAS

Unidade: MATEMÁTICA E LINGUAGENS

Seção: O estudo dos fractais

OBJETIVOS

Definição dos objetivos da aula prática:

Compreender os fractais e explorar sua natureza iterativa e autossimilar.

SOLUÇÃO DIGITAL

GeoGebra é um software de matemática que permite o trabalho com temas relacionados ao

cálculo, álgebra e geometria. Ele foi desenvolvido pelo professor Markus Hohenwarter, da

Universidade de Salzburgo, na Áustria. Por permitir o trabalho com construções geométricas e a

manipulação das figuras em tempo real, ele é considerado um software de geometria dinâmica,

o qual favorece o ensino e a aprendizagem de conceitos matemáticos. Esse software pode ser

acessado de três formas: por meio da versão online, do aplicativo para celulares ou do software

instalado em computadores ou notebooks.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS

Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual)

Atividade proposta:

Os fractais são formas geométricas autossimilares, ou seja, possuem a propriedade de se repetir

em diferentes níveis de ampliação. Essa característica de autossimilaridade permite que um

padrão seja observado em diferentes escalas, tornando-os relevantes na compreensão de

padrões naturais, dinâmicas caóticas e sistemas complexos.

Nas Ciências, os fractais têm aplicações em diversas áreas:

1. Geografia e Geociências: Na análise de formas de relevo, costa marítima, distribuição de

vegetação e modelos climáticos. Os fractais são úteis para descrever a complexidade de

estruturas naturais, como as formas das nuvens ou o contorno de uma montanha.

2. Biologia e Medicina: Na modelagem de estruturas biológicas complexas, como a ramificação

dos vasos sanguíneos, padrões de crescimento de plantas e análise de fracturas ósseas. A

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natureza fractal de muitos sistemas biológicos é essencial para entender sua organização e

funcionamento.

3. Economia e Finanças: Na análise de séries temporais financeiras, modelagem de flutuações

de preços de mercado e na compreensão de padrões caóticos em fenômenos econômicos.

4. Engenharia e Tecnologia: Na concepção de antenas, análise de rugosidades superficiais,

compressão de imagens digitais e na transmissão de dados por redes complexas.

5. Arte e Visualização: Os fractais têm sido explorados como elementos estéticos em arte digital,

produzindo imagens complexas e belas que refletem as propriedades matemáticas subjacentes.

Além das aplicações práticas, o estudo dos fractais também desafia e expande o pensamento

matemático, permitindo uma abordagem diferente para compreender fenômenos complexos e

caóticos que não podem ser explicados por modelos matemáticos tradicionais.

Em Matemática Aplicada às Ciências, compreender os fractais não apenas enriquece a

compreensão teórica, mas também oferece ferramentas poderosas para modelar e entender

fenômenos naturais e processos complexos presentes em várias áreas do conhecimento. A

aplicação dos fractais nas ciências é um exemplo claro de como a matemática não só descreve

o mundo, mas também proporciona novas perspectivas para interpretá-lo e compreendê-lo de

forma mais profunda.

Procedimentos para a realização da atividade:

Atividade: Explorando Fractais na Prática em Casa

Materiais Necessários:

– Papel

– Lápis ou canetas coloridas

– Régua

– Acesso à internet

– GeoGebra

Passo a passo:

1. Introdução aos Fractais:

– Pesquise sobre fractais, entendendo sua definição e características fundamentais, como a

autossimilaridade e o processo iterativo de construção.

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2. Construção do fractal Triângulo de Sierpinski no papel

– Pesquise sobre o fractal Triângulo de Sierpinski e entenda como ele é construído e como é

possível reproduzi-lo.

– Comece com um triângulo equilátero no papel.

– Na etapa inicial, identificam-se os pontos médios em cada lado do triângulo e conectamse esses pontos. Em seguida, elimina-se o triângulo central.

– Na iteração subsequente, essas etapas são reiteradas para cada um dos triângulos

remanescentes.

– Faça pelos menos 3 interações.

– Utilize lápis ou canetas coloridas para destacar as diferentes iterações ou escalas do fractal.

3. Exploração e Experimentação:

– Experimente construir o fractal em diferentes tamanhos e escalas no papel. Observe como a

estrutura se repete e se assemelha em diferentes níveis de ampliação.

4. Construção do fractal utilizando o GeoGebra

– Utilize o software GeoGebra para construir o fractal. Você pode utilizar a versão online ou a

versão para seu computador. Basta acessar https://www.geogebra.org/

1º passo: Construa uma triângulo equilátero utilizando a ferramenta “Polígono Regular”

Fonte: elaborado pelo autor

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2º passo: determine os pontos médios desse triângulo. Para isso utilize a ferramenta “Ponto

médio ou Centro”

Fonte: elaborado pelo autor

3º passo: construa uma triângulo cujos vértices são os pontos médios. Para isso utilize a

ferramenta “Polígono”. Mude a cor do triângulo construído.

Fonte: elaborado pelo autor

4º passo: Determine os pontos médios dos segmentos ̅̅̅̅, ̅̅̅̅, ̅̅̅̅, ̅̅̅̅, ̅̅̅̅, ̅̅̅̅, ̅̅̅̅, ̅̅̅̅,̅̅̅̅.

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Fonte: elaborado pelo autor

5º passo: Construa os novos triângulos a partir dos pontos médios. Mude a cor dos novos

triângulos.

Fonte: elaborado pelo autor

6º passo: determine os pontos médios dos lados dos triângulos que estão em azul.

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Fonte: elaborado pelo autor

7º passo: Construa os novos triângulos a partir dos pontos médios. Mude a cor dos novos

triângulos.

Fonte: elaborado pelo autor

5. Reflexão e Análise:

– Reflita sobre a experiência. Anote suas observações sobre a autossimilaridade, a repetição de

padrões e a complexidade do processo de construção do fractal.

Checklist:

-Providenciar os materiais necessários (papel, lápis/caneta, tesoura e régua)

-Construção dos fractais

-Autorreflexão

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RESULTADOS

Resultados de Aprendizagem:

Você deverá entregar um relatório contemplando as seguintes informações conforme

segue.

MODELO DE RELATÓRIO

I. Nome da disciplina

II. Título da atividade

III. Apresentação das atividades

Elabore uma descrição para as atividades construídas. Primeiro descreva a construção do fractal

em papel, destacando as vantagens e desvantagens dessa construção. Apresente fotos do fractal

construído. Em um segundo momento descreva a construção do fractal utilizando o software

destacando também as vantagens e desvantagens da utilização do software para a construção.

Você deve apresentar fotos do fractal construído e do passo a passa de sua construção. Ao final

destaque quais são os conteúdos matemáticos que podem ser explorados por meio dessas duas

construções.

IV. Potencialidades do objeto para o ensino e aprendizagem de Matemática

Elabore um texto, contendo de 2 a 3 páginas, discutindo sobre as potencialidades da

utilização de materiais manipuláveis e softwares para o ensino e aprendizagem de

Matemática. Destaque, durante seu texto, os pontos positivos e negativos de utilizar essas

duas estratégias, como podem ser inseridas durante as aulas para o trabalho com os

conteúdos relacionados, para qual etapa da Educação Básica seria mais indicado trabalhar

com essas duas atividades, entre outras questões que você julgar relevantes diante dessa

temática. Para enriquecer seu texto, você pode apresentar exemplos de atividades que

poderiam ser desenvolvidas com o uso dessas estratégias;.

V. Referências

Utilize as normas da ABNT para a indicação das referências de todos os materiais consultados

para a elaboração do seu relatório.

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NORMAS PARA ELABORAÇÃO E ENTREGA DO RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA

Olá, estudante. Tudo bem?

As atividades práticas visam desenvolver competências para a atuação profissional. Elas são

importantes para que você vivencie situações que te prepararão para o mercado de trabalho.

Por isso, trazemos informações para que você possa realizar as atividades propostas com êxito.

1. Que atividade deverá ser feita?

• A(s) atividades a ser(em) realizada(s) estão descritas no Roteiro de Atividade Prática,

disponível no AVA.

• Após a leitura do Roteiro, você deverá realizar a(s) atividade(s) prática(s) solicitadas e

elaborar um documento ÚNICO contendo todas as resoluções de acordo com a proposta

estabelecida.

• O trabalho deve ser autêntico e contemplar todas as resoluções das atividades propostas.

Não serão aceitos trabalhos com reprodução de materiais extraídos da internet.

2. Como farei a entrega dessa atividade?

• Você deverá postar seu trabalho final no AVA, na pasta específica relacionada à atividade

prática, obedecendo o prazo limite de postagem, conforme disposto no AVA.

• Todas as resoluções das atividades práticas devem ser entregues em um ARQUIVO ÚNICO

de até 10 MB.

• O trabalho deve ser enviado em formato Word ou PDF, exceto nos casos em que há formato

especificado no Roteiro.

• O sistema permite anexar apenas um arquivo. Caso haja mais de uma postagem, será

considerada a última versão.

IMPORTANTE:

• A entrega da atividade, de acordo com a proposta solicitada, é um critério de aprovação na

disciplina.

• Não há prorrogação para a postagem da atividade.

Aproveite essa oportunidade para aprofundar ainda mais seus conhecimentos