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GEOMETRIA DESCRITIVA A 10.º Ano Sólidos I - Poliedros © antónio de campos, 2010.

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1 GEOMETRIA DESCRITIVA A 10.º Ano Sólidos I - Poliedros © antónio de campos, 2010

2 GENERALIDADES - Sólidos O sólido geométrico é uma forma limitada por porções de superfícies, planas e (ou) curvas.

3 Os poliedros são sólidos geométricos limitados por porções de superfícies planas poligonais. Quando as faces do poliedro são todas iguais, o poliedro é considerado regular.

4 Os prismas são sólidos com duas bases poligonais e iguais. As faces laterais, se o prisma é recto, poderão ser rectângulos ou quadrados. Se o prisma é oblíquo, as faces poderão ser paralelogramos ou losangos. Perspectiva em baixo no lado esquerdo de um prisma pentagonal regular recto. No lado direito, a perspectiva de um prisma pentagonal regular oblíquo.

5 Uma pirâmide é um poliedro, com uma base e um vértice. A pirâmide toma o nome do polígono da base. Perspectiva em baixo no lado esquerdo de uma pirâmide quadrangular regular. No lado direito, a perspectiva de uma pirâmide quadrangular.

6 x xz xy O contorno aparente de um sólido é a linha fechada que separa as partes do sólido que são visíveis das partes que são invisíveis. Na projecção de um sólido numa representação bidimensional de uma forma tridimensional, é possível distinguir as partes visíveis das partes invisíveis. Assim sendo, a linha quebrada fechada [A 1 D 1 C 1 H 1 G 1 F 1 ] constitui o limite exterior da projecção, é o contorno aparente horizontal do sólido. O vértice E é o vértice com menor cota, ficando oculto pela massa do sólido, sendo invisível, bem como todas as arestas que nele convergem na projecção horizontal. O vértice F é o vértice com menor afastamento, ficando oculto pela massa do sólido, sendo invisível, bem como todas as arestas que nele convergem na projecção frontal. B2B2 A2A2 A A1A1 B C D E F G H G2G2 H2H2 D2D2 C2C2 F2F2 E2E2 D1D1 C1C1 H1H1 G1G1 E1E1 B1B1 F1F1

7 REPRESENTAÇÃO DE POLIEDROS COM BASES HORIZONTAIS Pretendem-se as projecções de uma pirâmide regular situada no 1.º diedro, com 4 cm de altura, e de que o quadrado [ABCD] é a base. O quadrado [ABCD] está contido num plano horizontal ν com 1 cm de cota. x O2O2 O1O1 A2A2 A1A1 (f υ ) B2B2 B1B1 C2C2 C1C1 D2D2 D1D1 V2V2 V 1

8 REPRESENTAÇÃO DE POLIEDROS COM BASES FRONTAIS Pretendem-se as projecções de um cubo situada no 1.º diedro, e de que o quadrado [ABCD] é uma das faces do cubo. O quadrado [ABCD] está contido no Plano Frontal de Projecção. A face [EFGH] do cubo, oposta ao quadrado [ABCD] está contida num plano frontal φ, com 4 cm de afastamento. x C2C2 C1C1 A2A2 A1A1 B2B2 B1B1 D2D2 D1D1 (h φ ) E 2 E1E1 G 2 G1G1 H 2 H1H1 F 2 F1F1

9 REPRESENTAÇÃO DE POLIEDROS COM BASES DE PERFIL x Pretendem-se as projecções de um prisma oblíquo situada no 1.º diedro, e de que o quadrado [ABCD] é a base mais à direta, e o quadrado [EFGH] a base mais 5 cm à esquerda. O quadrado [ABCD] está contido num plano de perfil π. A direcção do eixo do prisma é obtida através das suas projecções. f π h π A2A2 D2D2 B2B2 C2C2 D1D1 C1C1 A1A1 B1B1 f π1 h π1 E2E2 G2G2 F2F2 H2H2 F1F1 H1H1 E1E1 G1G1

10 São dados dois pontos, A (2; 1; 2) e B (-2; 2; 2). A e B são vértices de um triângulo equilátero [ABC], contido num plano horizontal ν e situado no 1.º diedro. O triângulo [ABC] é a base de uma pirâmide triangular regular com 6 cm de altura e situada no 1.º diedro. Desenha as projecções da pirâmide. x y z A2A2 A1A1 B2B2 B1B1 (f υ ) C2C2 C1C1 O2O2 O1O1 V2V2 V 1

11 Um prisma hexagonal regular, com bases frontais e situado no 1.º diedro, tem o ponto O (6; 4) como o centro da circunferência que circunscrita o hexágono da base com maior afastamento do prisma. Um lado do hexágono mede 3 cm. Duas faces laterais do prisma estão contidas em planos horizontais. O prisma tem 5 cm de altura. Desenha as projecções do prisma. x O2O2 O1O1 (h φ ) (h φ1 ) A 2 A1A1 A1A1 B 2 B1B1 B1B1 C 2 C1C1 C1C1 D 2 D1D1 D1D1 E 2 E 1 F 2 F 1 O1O1 O 2 F 1 E 1

12 Um prisma quadrangular regular, com bases de perfil e situado no 1.º diedro, tem o quadrado [ABCD] como base mais à esquerda. A (1; 4) é o extremo de menor afastamento da diagonal [AC], que é de topo e mede 5 cm. O prisma tem 8 cm de altura. Desenha as projecções do prisma. x f π h π f π1 h π1 A2A2 A1A1 C 2 C1C1 B2B2 D2D2 B1B1 D 1 O 1 O 2 B2B2 D2D2 A 2 C 2 O 2 A1A1 C1C1 B 1 D 1 O 1

13 Um prisma quadrangular oblíquo, situado no 1.º diedro, tem o quadrado [ABCD] como a base de menor afastamento, contido num plano frontal φ. A (1; 1; 2) e C (-3; 1; 5) são dois vértices opostos do quadrado [ABCD]. O prisma tem 5 cm de altura. As projecções do eixo do prisma fazem com o eixo x, ângulos de 60º (a.e.) e 45º (a.e.), respectivamente as projecções horizontal e frontal. Desenha as projecções do prisma. x y z A2A2 A1A1 C2C2 C1C1 (h φ ) (h φ1 ) O2O2 O1O1 B2B2 B1B1 D2D2 D1D1 e1e1 e2e2 A1A1 C1C1 B1B1 D1D1 O1O1 O2O2 A2A2 B2B2 C2C2 D2D2

14 Uma pirâmide pentagonal oblíqua, situada no 1.º diedro, tem o pentágono regular [ABCDE] como base, contido num plano horizontal ν, com 7 cm de cota. A circunferência circunscrita ao pentágono é tangente ao Plano Frontal de Projecção; e o seu centro, o ponto Q, tem 4 cm de afastamento e –2 cm de abcissa. O vértice A tem afastamento nulo e –2 cm de abcissa, e o B é o vértice mais à esquerda do pentágono. O ponto V (2; 5; 1) é o vértice da pirâmide. Desenha as projecções da pirâmide. x y z (f υ ) Q2Q2 Q1Q1 V2V2 V1V1 A1A1 A 2 B2B2 B1B1 C2C2 C1C1 D2D2 D1D1 E2E2 E1E1

15 REPRESENTAÇÃO DE LINHAS E PONTOS PERTENCENTES ÀS FACES/ARESTAS DE POLIEDROS Uma pirâmide quadrangular regular situada no 1.º diedro, com base num plano horizontal ν. M é um ponto qualquer da directriz (que é o quadrado). A geratriz g (como é qualquer geratriz) é definida pelo ponto M (ponto da directriz) e pelo vértice V (vértice da superfície). x O2O2 O1O1 A2A2 A1A1 (f υ ) B2B2 B1B1 C2C2 C1C1 D2D2 D1D1 V2V2 V 1 M2M2 M1M1 g2g2 g1g1

16 Uma pirâmide quadrangular regular situada no 1.º diedro, com base num plano horizontal ν. Para localizar um segmento de recta horizontal [RS] com2 cm de cota, contido na face [CDV] da pirâmide, é utilizada uma recta horizontal h. x O2O2 O1O1 A2A2 A1A1 (f υ ) B2B2 B1B1 C2C2 C1C1 D2D2 D1D1 V2V2 V 1 h2h2 R2R2 R1R1 S2S2 S1S1 h1h1

17 Uma pirâmide quadrangular regular situada no 1.º diedro, com base num plano horizontal ν. A determinação de um ponto P, que pertence à superfície da pirâmide, mas não está contido em nenhuma aresta do sólido, através de uma geratriz g, definida pelo ponto F e o vértice. x O2O2 O1O1 A2A2 A1A1 (f υ ) B2B2 B1B1 C2C2 C1C1 D2D2 D1D1 V2V2 V 1 F2F2 F1F1 g2g2 g1g1 P2P2 P1P1

18 DETERMINAÇÃO DOS TRAÇOS DE PLANOS QUE CONTÉM FACES DE POLIEDROS Uma pirâmide quadrangular regular situada no 1.º diedro, com base num plano horizontal ν. Para determinar os traços do plano que contém a face [BCV] da pirâmide, é necessário desenhar as projecções de duas rectas do plano, que neste caso serão as rectas horizontais h (a recta que contém o segmento de recta [BC]) e h (uma recta paralela a h e passando por V). x O2O2 O1O1 A2A2 A1A1 (f υ ) B2B2 B1B1 C2C2 C1C1 D2D2 D1D1 V2V2 V 1 h 2 h1h1 h1h1 h2h2 F2F2 F1F1 F2F2 F1F1 fαfα hαhα

19 Uma pirâmide triangular regular com 6 cm de altura é situada no 1.º diedro. Os pontos, A (3; 4; 7) e B (-1; 6; 7) são dois vértices de um triângulo equilátero [ABC] que é a base da pirâmide, contido num plano horizontal ν. O vértice C é o vértice de menor afastamento da base. O vértice da pirâmide é invisível em projecção horizontal. Desenha as projecções de um segmento de recta horizontal [RS], contido na face [ABV] da pirâmide, com 4 cm de cota, com R situado na aresta [AV] e S na aresta [BV]. Desenha as projecções de um ponto T, com 4 cm de cota e 4,5 cm de afastamento, pertencente à superfície da pirâmide e contido na face [ABV]. Analisa a visibilidade do ponto T em ambas as projecções. x y z A2A2 A1A1 B2B2 B1B1 (f υ ) C2C2 C1C1 O2O2 O1O1 V2V2 V 1 h2h2 R2R2 R1R1 S2S2 S1S1 h1h1 T2T2 T1T1 Tal como o segmento de recta [RS], o ponto T está visível na projecção frontal mas invisível na projecção horizontal,

20 Uma pirâmide triangular regular com 6 cm de altura é situada no 1.º diedro. Os pontos, A (3; 4; 7) e B (-1; 6; 7) são dois vértices de um triângulo equilátero [ABC] que é a base da pirâmide, contido num plano horizontal ν. O vértice C é o vértice de menor afastamento da base. O vértice da pirâmide é invisível em projecção horizontal. Determina os traços do plano que contém a face [ABV] da pirâmide. x y z A2A2 A1A1 B2B2 B1B1 (f υ ) C2C2 C1C1 O2O2 O1O1 V2V2 V 1 h 2 h1h1 h1h1 h2h2 F2F2 F1F1 F2F2 F1F1 fαfα hαhα


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