Como polígonos regulares se encaixam sem deixar espaços?

Polígonos regulares são formas geométricas com todos os lados e ângulos iguais. Alguns desses polígonos podem se encaixar perfeitamente, sem deixar espaços entre eles, formando um padrão repetitivo que cobre uma superfície plana. Esse fenômeno é conhecido como tesselação.

O que é tesselação?

Tesselação é o processo de cobrir uma superfície plana com formas geométricas repetidas, sem sobreposições ou lacunas. Para que a tesselação ocorra com polígonos regulares, é necessário que o ângulo interno do polígono seja um divisor exato de 360 graus.

Exemplos de polígonos que tessellam

Triângulos Equiláteros

Os triângulos equiláteros têm ângulos internos de 60 graus. Seis triângulos equiláteros podem se encontrar em um ponto, pois $6 times 60^text{o} = 360^text{o}$

Quadrados

Quadrados têm ângulos internos de 90 graus. Quatro quadrados podem se encontrar em um ponto, pois $4 times 90^text{o} = 360^text{o}$

Hexágonos Regulares

Hexágonos regulares têm ângulos internos de 120 graus. Três hexágonos podem se encontrar em um ponto, pois $3 times 120^text{o} = 360^text{o}$

Por que outros polígonos regulares não tessellam?

Outros polígonos regulares, como pentágonos e heptágonos, não podem tessellar porque seus ângulos internos não são divisores exatos de 360 graus. Por exemplo, um pentágono regular tem ângulos internos de 108 graus, e $360^text{o}$ não é divisível por 108.

Aplicações Práticas

Arquitetura

Tesselações são frequentemente usadas em design de pisos e azulejos, criando padrões visualmente agradáveis e eficientes.

Arte

Artistas como M.C. Escher exploraram tesselações para criar obras de arte complexas e fascinantes.

Ciência e Tecnologia

Em ciência, tesselações aparecem em estruturas moleculares e em algoritmos de computação gráfica para renderização de superfícies.

Conclusão

A tesselação de polígonos regulares é um conceito fascinante que combina matemática pura com aplicações práticas em várias áreas. Entender quais polígonos podem tessellar e por quê nos ajuda a apreciar a beleza e a utilidade das formas geométricas em nosso mundo.

1. Wikipedia – Tessellation

Citations

  1. 2. Khan Academy – Tessellations
  2. 3. Math is Fun – Tessellation

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(2) O3 + H → O2 + OH k2 = 1.78×10^-11 cm^3 s^-1 (3) O + OH → O2 + H k3 = 4.40×10^-11 cm^3 s^-1 (5) O + HO2 → O2 + OH k5 = 3.50×10^-11 cm^3 s^-1 (6) H + HO2 → O2 + H2 k6 = 5.40×10^-12 cm^3 s^-1 (9) OH + HO2 → O2 + H2O2 k9 = 4.00×10^-11 cm^3 s^-1 (10) HO2 + HO2 → O2 + H2O2 k10 = 2.50×10^-12 cm s^-1 (11) O + O2 + M → O3 + M k11 = 1.05×10^-34 cm^6 s^-1 (14) H + O2 + M → HO2 + M k14 = 8.08×10^-32 cm^6 s^-1 (15) H + H + M → H2O + M k15 = 3.31×10^-27 cm^6 s^-1 (16) O2 + hv → 2 O k16 = (1.26×10^-8 s^-1) φ (17) H2O + hv → H + OH k17 = (3.4×10^-6 s^-1) φ (18) O3 + hv → O2 + O k18 = (7.10×10^-5 s^-1) φ

Table 1 Reactions, rate constants and activation energies used in the model* No. Reaction kopt (M⁻¹ s⁻¹) 1 OH + H₂ → H + H₂O 3.74 x 10⁷ 2 OH + HO₂ → HO₂ + OH⁻ 5 x 10⁹ 3 OH + H₂O₂ → HO₂ + H₂O 3.8 x 10⁷ 4 OH + O₂ → O₂ + OH 9.96 x 10⁹ 5 OH + HO₂ → O₂ + H₂O 7.1 x 10⁹ 6 OH + OH → H₂O₂ 5.3 x 10⁹ 7 OH + e⁻aq → OH⁻ 3 x 10¹⁰ 8 H + O₂ → HO₂ 2.0 x 10¹⁰ 9 H + HO₂ → H₂O₂ 2.0 x 10¹⁰ 10 H + H₂O₂ → OH + H₂O 3.44 x 10⁷ 11 H + OH → H₂O 1.4 x 10¹⁰ 12 H + H → H₂ 1.94 x 10¹⁰ 13 e⁻aq + O₂ → O₂⁻ 1.9 x 10¹⁰ 14 e⁻aq + O₂ → HO₂⁻ + OH⁻ 1.3 x 10¹⁰ 15 e⁻aq + HO₂ 2.0 x 10¹⁰ 16 e⁻aq + H₂O₂ 1.1 x 10¹⁰ 17 e⁻aq + HO₂ → OH + OH⁻ 1.3 x 10¹⁰ 18 e⁻aq + H⁺ → H 2.3 x 10¹⁰ 19 e⁻aq + e⁻aq → H₂ + OH⁻ + OH⁻ 2.5 x 10⁹ 20 HO₂ + O₂ → O₂ + HO₂ 1.3 x 10⁹ 21 HO₂ + HO₂ → O₂ + H₂O₂ 8.3 x 10⁵ 22 HO₂ + HO₂ → O₂ + OH + H₂O 3.7 23 HO₂ + HO₂ → O₂ + O₂ + OH + H₂O 7 x 10⁵ s⁻¹ 24 H⁺ + O₂⁻ → HO₂ 4.5 x 10¹⁰ 25 H⁺ + O₂⁻ → O₂ 2.0 x 10¹⁰ 26 H⁺ + OH⁻ 1.4 x 10¹¹ 27 H⁺ + HO₂⁻ 2 x 10¹⁰ 28 H₂O₂ → HO₂ + H⁺ + OH⁻ 2.5 x 10⁻⁵ s⁻¹ 29 H₂O₂ → H⁺ + OH⁻ 1.4 x 10⁻⁷ s⁻¹ 30 O₂ + O₂ → O₂ + HO₂ + OH⁻ 0.3 31 O₂ + H₂O₂ → O₂ + OH + OH 16 32

(2) O3 + H → O2 + OH k2 = 1.78×10^-11 cm^3 s^-1 (3) O + OH → O2 + H k3 = 4.40×10^-11 cm^3 s^-1 (5) O + HO2 → O2 + OH k5 = 3.50×10^-11 cm^3 s^-1 (6) H2O + O → 2 OH k6 = 5.40×10^-12 cm^3 s^-1 (9) OH + HO2 → O2 + H2O k9 = 4.00×10^-11 cm^3 s^-1 (10) HO2 + HO2 → O2 + H2O2 k10 = 2.50×10^-12 cm s^-1 (11) O + O2 + M → O3 + M k11 = 1.05×10^-34 cm^6 s^-1 (14) H + O2 + M → HO2 + M k14 = 8.08×10^-32 cm^6 s^-1 (15) OH + H + M → H2O + M k15 = 3.31×10^-27 cm^6 s^-1 (16) O2 + hv → 2 O k16 = (1.26×10^-8 s^-1) φ (17) H2O + hv → H + OH k17 = (3.4×10^-6 s^-1) φ (18) O3 + hv → O2 + O k18 = (7.10×10^-8 s^-1) φ