MONTANHAS DE AREIA

Quando despejamos areia sobre a placa até que qualquer novo acréscimo provoque deslizamento, ficamos com uma montanha de inclinação constante. Essa inclinação é a máxima que aquela areia suporta.

Que forma você acha que a montanha assume quando a placa é um disco? Ou quando é um quadrado? E um retângulo? Duas dessas placas estão nas próximas imagens!

Imagem: Rodrigo Tetsuo Argenton.
Imagem: Rodrigo Tetsuo Argenton.

A altura da montanha sobre um ponto da placa indica a que distância aquele ponto está do bordo. O ponto mais alto da montanha, portanto, se projeta sobre o chamado centro geográfico, que é o ponto mais distante da fronteira.

No caso de um triângulo, esse ponto é o incentro, que é o encontro das bissetrizes (ou o centro do círculo inscrito), como se pode ver pela imagem ao lado.

A cumeeira da montanha se projeta sobre o que é chamado o “esqueleto” da placa. Esse esqueleto tem aplicações, por exemplo, na área de Visão Computacional.

Imagem: Rodrigo Tetsuo Argenton.

Abaixo, há dois vídeos que mostram a "montanha de areia" realmente sendo formada sobre duas placas um pouco diferentes. Tente pensar antes de ver o vídeo em como você imagina que ficaria e veja se o resultado foi como esperado!

Vídeo: Rodrigo Tetsuo Argenton.
Vídeo: Rodrigo Tetsuo Argenton.

Este artigo da RPM - Revista do Professor de Matemática - fala sobre a matemática presente no estudo das montanhas de areia, explicitando alguns conceitos que se relacionam com esse tema, como o de saturação da montanha e o de esqueleto de certa região, sobre o qual é feita uma demonstração detalhada para certo caso, ficando o convite para ser realizada sobre outros polígonos.

Esta página do Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica da Unicamp explica como se pode fazer este experimento em uma sala de aula, aplicando conceitos básicos de geometria plana e espacial a partir da construção das montanhas de areia. Este vídeo do canal M3 Matemática Multimídia - a dita plataforma da Unicamp - explica mais detalhadamente como deve ser dada a aula.

É claro que este experimento lembra muito a formação de dunas na vida real. Esta página da Wikipedia fala um pouco sobre dunas de maneira geral, explicando os diversos tipos e como interagem entre si, além de expor como elas são formadas. Além disso, esta outra página da Wikipedia fala mais especificamente sobre dunas de Barchan, quê tem um formato surpreendentemente convexo!

Por fim, esta página da Wikipedia fala sobre o centro geográfico, explicando o que é e como o determinar, além de falar qual o centro geográfico de alguns países e regiões. Sobre o Brasil, é dito que, apesar de o marco histórico ser Palmas, não é o geográfico de fato. Em 1958, os irmãos Villas-Boas fizeram uma expedição para demarcar o verdadeiro centro geográfico.