地球与空间科学 · 第 1 册 · 1–9 年级

Ciências da Terra e do espaço do ensino fundamental

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Ciências da Terra e do espaço do ensino fundamental · 1–9 年级

32Mapas da Terra inteira

Em muitos mapas de parede das salas de aula, a Groenlândia parece mais ou menos tão grande quanto a África. Num globo, a África é cerca de catorze vezes maior: cerca de 29 milhões de quilômetros quadrados para a África continental, contra cerca de 2.1 milhões para a Groenlândia. Os dois são imagens fiéis da Terra, feitas com cuidado. Então, qual deles está mentindo, e por quê?

O que você já sabe

Um mapa é um desenho de um lugar visto de cima, menor que o lugar, com uma legenda e uma escala (Capítulo 4). Um globo é um pequeno modelo da Terra redonda; um mapa-múndi mostra a Terra inteira plana, numa só imagem (Capítulo 6). Os paralelos e os meridianos dão a cada lugar a sua latitude e a sua longitude (Capítulo 14). A altitude é a altura acima do nível do mar, e um mapa físico mostra o relevo em cores (Capítulo 9). Em física, você aprende que a luz viaja a cerca de 300 000 km300\,000\,\mathrm{km} por segundo.

32.1 Por que um mapa plano tem de deformar

Tente achatar a casca de uma laranja sobre uma mesa: ela rasga ou estica. A superfície de uma esfera não pode ser estendida no plano sem mudar alguns comprimentos. Para desenhar a Terra inteira numa folha, o cartógrafo escolhe uma regra que leva cada ponto do globo a um ponto da folha, e escolhe o que o mapa vai manter fiel e o que ele vai sacrificar.

Definição 32.1 (Projeção cartográfica)

Uma projeção cartográfica é uma regra que leva cada ponto do globo, dado pela sua latitude e pela sua longitude, a um ponto de um mapa plano. Numa projeção de Mercator, os paralelos e os meridianos são retas que se cruzam em ângulo reto, e a forma de cada pequena região é mantida, mas as áreas são ampliadas cada vez mais em direção aos polos. Numa projeção equivalente, cada região mantém a sua área verdadeira em relação às outras, mas as formas são entortadas, cada vez mais em direção às bordas do mapa.

A figura abaixo desenha nos dois mapas os mesmos círculos iguais do globo, todos do mesmo tamanho. No mapa de Mercator, os círculos continuam redondos, mas crescem em direção aos polos: na latitude 60∘60{}^{\circ}, a sua área é quatro vezes a área no equador, e perto do meio da Groenlândia, a cerca de 72∘72{}^{\circ}, cerca de dez vezes. No mapa equivalente, os círculos mantêm todos a mesma área, mas os que ficam longe do centro são achatados em ovais.

Nenhuma projeção é a melhor para tudo. A projeção de Mercator foi feita para os navegadores: um rumo que mantém a mesma direção da bússola é uma reta nela. Para comparar os tamanhos de países, de florestas ou de desertos, um mapa equivalente diz a verdade. Antes de confiar num mapa-múndi, vale a pena perguntar que projeção ele usa.

O mesmo mundo em duas projeções. Em vermelho: círculos do mesmo tamanho no globo, centrados a cada 30 de latitude e a cada 60 de longitude. Em laranja: a Groenlândia; em azul: a África continental. No mapa de Mercator (à esquerda, cortado em 80 S e 84 N, porque os polos ficariam infinitamente longe), os dois parecem mais ou menos do mesmo tamanho; no mapa equivalente (à direita), a África é cerca de 14 vezes maior, como no globo. Litorais do Natural Earth.
O mesmo mundo em duas projeções. Em vermelho: círculos do mesmo tamanho no globo, centrados a cada 30∘30{}^{\circ} de latitude e a cada 60∘60{}^{\circ} de longitude. Em laranja: a Groenlândia; em azul: a África continental. No mapa de Mercator (à esquerda, cortado em 80∘80{}^{\circ} S e 84∘84{}^{\circ} N, porque os polos ficariam infinitamente longe), os dois parecem mais ou menos do mesmo tamanho; no mapa equivalente (à direita), a África é cerca de 14 vezes maior, como no globo. Litorais do Natural Earth.

Exemplo 32.2 (A Groenlândia e a África)

A África continental cobre cerca de 29 milhões de km2\mathrm{km}^{2}, a Groenlândia cerca de 2.1 milhões de km2\mathrm{km}^{2}: 29÷2.1≈1429 \div 2.1 \approx 14. A África fica dos dois lados do equador, onde a projeção de Mercator quase não amplia nada, enquanto a maior parte da Groenlândia fica entre cerca de 60∘60{}^{\circ} e 84∘84{}^{\circ} norte, onde as áreas são ampliadas de 4 a mais de 10 vezes. No mapa de Mercator, as duas saem mais ou menos do mesmo tamanho.

32.2 A escala

O mapa de um vale ou de uma cidade é um pedaço tão pequeno da Terra que a projeção quase não importa. O que importa é quantas vezes o mapa é menor que o terreno.

Definição 32.3 (Escala numérica e escala gráfica)

A escala numérica de um mapa é uma razão como 1:25 0001 : 25\,000: um centímetro no mapa representa 25 00025\,000 centímetros no terreno, e o mesmo vale para qualquer unidade. Uma escala gráfica é uma régua desenhada no mapa, marcada com as distâncias no terreno.

Método 32.4 (Usar uma escala numérica)

  1. Meça a distância no mapa, em centímetros.
  2. Multiplique-a pelo número depois dos dois-pontos: o resultado é a distância no terreno, em centímetros.
  3. Converta: divida por 100 para ter metros, por 100 000100\,000 para ter quilômetros.

Exemplo 32.5 (Um passeio num mapa a 1:25 0001 : 25\,000)

Num mapa a 1:25 0001 : 25\,000, uma trilha mede 6 cm6\,\mathrm{cm}. No terreno, ela tem 6×25 000=150 0006 \times 25\,000 = 150\,000 cm, ou seja, 1500 m1500\,\mathrm{m} ou 1.5 km1.5\,\mathrm{km}. Cada centímetro do mapa representa 250 m250\,\mathrm{m}.

A escala gráfica tem uma vantagem sobre a escala numérica: quando um mapa é ampliado ou reduzido numa tela ou numa copiadora, a régua é ampliada ou reduzida junto com ele e continua certa, enquanto a razão impressa no canto fica errada.

32.3 O mapa topográfico

Um mapa físico mostra o relevo com cores. Um mapa de uma área pequena o mostra com muito mais precisão, com linhas.

Definição 32.6 (Mapa topográfico)

Um mapa topográfico é um mapa detalhado de uma área pequena, numa escala como 1:25 0001 : 25\,000 ou 1:50 0001 : 50\,000, que mostra a forma e a altura do terreno, com os rios, as estradas, as trilhas, as construções e os bosques.

Definição 32.7 (Curva de nível e equidistância)

Uma curva de nível é uma linha num mapa que liga pontos do terreno de mesma altitude. A equidistância é a diferença de altitude entre duas curvas de nível vizinhas; ela é a mesma no mapa inteiro.

Imagine um morro fatiado por planos horizontais, um a cada 100 m100\,\mathrm{m}. Cada fatia corta o morro ao longo de uma linha fechada; vistas de cima, essas linhas são as curvas de nível.

Um morro fatiado a cada 100\, m (um esboço). Visto de cima, cada fatia dá uma curva de nível fechada em volta do cume. Onde a encosta é íngreme (leste), as curvas ficam juntas; onde ela é suave (oeste), elas ficam afastadas.
Um morro fatiado a cada 100 m100\,\mathrm{m} (um esboço). Visto de cima, cada fatia dá uma curva de nível fechada em volta do cume. Onde a encosta é íngreme (leste), as curvas ficam juntas; onde ela é suave (oeste), elas ficam afastadas.

Um mapa topográfico se lê com algumas regras.

  • As curvas de nível nunca se cruzam: um ponto só tem uma altitude.
  • Quanto mais juntas as curvas de nível, mais íngreme a encosta; afastadas, o terreno é suave; sem nenhuma curva, ele é quase plano.
  • Linhas fechadas umas dentro das outras, subindo para o centro, marcam um morro; o seu topo muitas vezes é marcado por um ponto com a sua altitude, um ponto cotado.
  • Onde uma curva de nível atravessa um vale, ela se dobra rio acima, num V que aponta para a cabeceira do vale.
  • A cada cinco curvas, a curva mestra é desenhada mais grossa e marcada com a sua altitude.

A declividade do terreno entre dois pontos é a subida dividida pela distância horizontal, muitas vezes escrita como porcentagem. No mapa abaixo, indo para o norte a partir do rio, as curvas de 200 m200\,\mathrm{m} e de 400 m400\,\mathrm{m} na linha C–D ficam a cerca de 0.75 km0.75\,\mathrm{km} uma da outra: a declividade é de cerca de 200÷750≈0.27200 \div 750 \approx 0.27, ou 27 %27\,\%.

Método 32.8 (Desenhar um perfil topográfico)

  1. Trace a linha do perfil no mapa, de uma ponta (C) à outra (D).
  2. Encoste a borda reta de uma tira de papel ao longo da linha; marque C, D e cada ponto onde a linha cruza uma curva de nível, com a sua altitude.
  3. Desenhe um eixo horizontal do comprimento de C–D (as distâncias) e um eixo vertical de altitudes.
  4. Leve cada marca para o gráfico, à sua distância de C e na sua altitude, e ligue os pontos com uma curva suave: arredondada nos topos dos morros, plana ao longo do fundo de um vale.
Em cima: um mapa topográfico de uma parte das Colinas de Varden a 1 : 50\,000 (1 cm no mapa para 500\, m no terreno). Equidistância de 50\, m; as curvas mestras, mais grossas, estão em 250 e 500\, m. O rio corre para leste ao longo de um fundo de vale plano. Embaixo: o perfil topográfico ao longo de C–D, de sul para norte; os pontos são os lugares onde C–D cruza uma curva de nível (a escala vertical está esticada três vezes).
Em cima: um mapa topográfico de uma parte das Colinas de Varden a 1:50 0001 : 50\,000 (1 cm no mapa para 500 m500\,\mathrm{m} no terreno). Equidistância de 50 m50\,\mathrm{m}; as curvas mestras, mais grossas, estão em 250 e 500 m500\,\mathrm{m}. O rio corre para leste ao longo de um fundo de vale plano. Embaixo: o perfil topográfico ao longo de C–D, de sul para norte; os pontos são os lugares onde C–D cruza uma curva de nível (a escala vertical está esticada três vezes).

32.4 As imagens de satélite da Terra

Em 23 de julho de 1972, um foguete lançou o primeiro satélite construído para estudar a superfície da Terra, mais tarde chamado Landsat 1. Dando 14 voltas na Terra por dia a 917 km917\,\mathrm{km} de altitude, de polo a polo, ele passava sobre o mesmo lugar a cada 18 dias e, em seis anos, tirou imagens de cerca de três quartos da superfície da Terra. Os satélites Landsat fotografam as terras sem interrupção desde então.

Definição 32.9 (Sensoriamento remoto e imagem de satélite)

O sensoriamento remoto é a observação da Terra à distância, de aviões ou de satélites, medindo a luz e as outras radiações que a superfície devolve. Uma imagem de satélite é uma imagem de uma parte da Terra construída a partir dessas medidas.

A câmera de um satélite vê mais que os nossos olhos: ela também mede a luz infravermelha, que é invisível. Mostrado em cores na imagem (uma imagem em falsa cor), o infravermelho revela as plantas, o solo úmido ou a rocha nua. Imagens do mesmo lugar tiradas com anos de intervalo mostram como um litoral, uma floresta, uma geleira ou uma cidade muda (Capítulo 27).

O delta do rio Lena, na Sibéria, onde ele encontra o oceano Ártico: uma imagem Landsat em falsa cor de 27 de fevereiro de 2000, feita com infravermelho de ondas curtas, infravermelho e luz vermelha. Os muitos canais do rio aparecem em azul. USGS EROS Data Center, via NASA Visible Earth (domínio público, via Wikimedia Commons).
O delta do rio Lena, na Sibéria, onde ele encontra o oceano Ártico: uma imagem Landsat em falsa cor de 27 de fevereiro de 2000, feita com infravermelho de ondas curtas, infravermelho e luz vermelha. Os muitos canais do rio aparecem em azul. USGS EROS Data Center, via NASA Visible Earth (domínio público, via Wikimedia Commons).

32.5 O posicionamento por satélite

Um celular ou um carro consegue dizer onde está com uma precisão de alguns metros, em quase qualquer lugar da Terra. Ele não vê os satélites; ele os escuta.

Definição 32.10 (Posicionamento por satélite)

O posicionamento por satélite é encontrar uma posição na Terra a partir das distâncias a vários satélites cujas posições são conhecidas. Um receptor calcula cada distância a partir do tempo que um sinal do satélite leva para chegar até ele.

O sistema americano, o GPS, mantém pelo menos 24 satélites em funcionamento a uma altitude de cerca de 20 200 km20\,200\,\mathrm{km}. Cada um dá duas voltas na Terra por dia, em seis órbitas distribuídas em volta do planeta, de modo que, de quase qualquer ponto da Terra, pelo menos quatro satélites estão à vista. Um sinal vindo de 20 200 km20\,200\,\mathrm{km}, viajando à velocidade da luz, chega depois de 20 200÷300 000≈0.06720\,200 \div 300\,000 \approx 0.067 s: o receptor mede esse tempo e o transforma em distância.

Como as distâncias dão uma posição? Imagine a ideia num mapa plano. Se o receptor está a 5 km5\,\mathrm{km} da baliza A, ele fica em algum lugar de um círculo de raio 5 km5\,\mathrm{km} em volta de A. Se ele também está a 10 km10\,\mathrm{km} de B, ele fica nos dois círculos: num dos dois pontos onde eles se cruzam. Uma terceira distância, 5 km5\,\mathrm{km} de C, escolhe o ponto certo. No espaço, os círculos viram esferas, e é preciso mais um satélite pela mesma razão.

O posicionamento num mapa plano (um esboço; a quadrícula em quilômetros não está desenhada). O receptor R está a 5\, km de A, a 10\, km de B e a 5\, km de C. Os círculos em volta de A e de B se cruzam em R e num ponto falso F; só R também fica no círculo em volta de C.
O posicionamento num mapa plano (um esboço; a quadrícula em quilômetros não está desenhada). O receptor R está a 5 km5\,\mathrm{km} de A, a 10 km10\,\mathrm{km} de B e a 5 km5\,\mathrm{km} de C. Os círculos em volta de A e de B se cruzam em R e num ponto falso F; só R também fica no círculo em volta de C.
Um satélite GPS em órbita, como um artista o imaginou. NASA (domínio público, via Wikimedia Commons).
Um agrimensor fixa a posição de um ponto com um receptor de satélite sobre um tripé (uma ilustração).

32.6 Exercícios

Exercício 32.1 ★

Dê a palavra de cada descrição. (a) Uma regra que leva cada ponto do globo a um ponto de um mapa plano. (b) Uma linha que liga pontos de mesma altitude. (c) Uma razão como 1:50 0001 : 50\,000. (d) A diferença de altitude entre duas curvas de nível vizinhas. (e) Observar a Terra à distância, por exemplo de um satélite.

Solução

Solução de Exercício 32.1.

(a) Uma projeção cartográfica. (b) Uma curva de nível. (c) Uma escala numérica. (d) A equidistância. (e) O sensoriamento remoto.

Exercício 32.2 ★

Converta cada distância no mapa numa distância no terreno, em metros ou em quilômetros. (a) 4 cm4\,\mathrm{cm} num mapa a 1:25 0001 : 25\,000. (b) 3 cm3\,\mathrm{cm} num mapa a 1:50 0001 : 50\,000. (c) 2.5 cm2.5\,\mathrm{cm} num mapa a 1:1 000 0001 : 1\,000\,000. (d) Num mapa a 1:25 0001 : 25\,000, quantos centímetros representam 1 km1\,\mathrm{km}?

Solução

Solução de Exercício 32.2.

(a) 4×25 000=100 0004 \times 25\,000 = 100\,000 cm =1 km= 1\,\mathrm{km}. (b) 3×50 000=150 0003 \times 50\,000 = 150\,000 cm =1.5 km= 1.5\,\mathrm{km}. (c) 2.5×1 000 000=2 500 0002.5 \times 1\,000\,000 = 2\,500\,000 cm =25 km= 25\,\mathrm{km}. (d) 1 km=100 0001\,\mathrm{km} = 100\,000 cm; 100 000÷25 000=4 cm100\,000 \div 25\,000 = 4\,\mathrm{cm}.

Exercício 32.3 ★

Verdadeiro ou falso? Corrija as frases falsas. (a) Um mapa-múndi pode mostrar a Terra inteira sem deformar nada. (b) Num mapa de Mercator, a Groenlândia parece maior do que é. (c) Num mapa equivalente, as formas são mantidas em toda parte. (d) Uma escala gráfica continua certa quando um mapa é ampliado numa copiadora.

Solução

Solução de Exercício 32.3.

(a) Falso: uma esfera não pode ser achatada sem deformar os comprimentos, então todo mapa-múndi deforma alguma coisa. (b) Verdadeiro. (c) Falso: um mapa equivalente mantém as áreas, mas entorta as formas, sobretudo perto das suas bordas. (d) Verdadeiro.

Exercício 32.4 ★

Num mapa topográfico, (a) o que quer dizer quando as curvas de nível estão muito juntas? (b) muito afastadas? (c) O que mostram curvas de nível fechadas que sobem para o centro? (d) Por que duas curvas de nível nunca podem se cruzar?

Solução

Solução de Exercício 32.4.

(a) A encosta é íngreme. (b) O terreno é suave. (c) Um morro, com o topo dentro da menor linha. (d) Um ponto do terreno só tem uma altitude, então ele não pode ficar em duas linhas de altitudes diferentes.

Exercício 32.5 ★★

Num mapa de Mercator, as áreas na latitude 60∘60{}^{\circ} são ampliadas 4 vezes, e na latitude 30∘30{}^{\circ} cerca de 1.33 vez, em relação ao equador. (a) Um lago de 1000 km21000\,\mathrm{km}^{2} a 60∘60{}^{\circ} N é desenhado no mapa. Um lago no equador desenhado do mesmo tamanho tem que área verdadeira? (b) Duas ilhas de mesma área verdadeira ficam a 30∘30{}^{\circ} e a 60∘60{}^{\circ}. Quantas vezes maior a segunda parece em relação à primeira? (c) Por que o mapa de Mercator nunca pode mostrar os polos?

Solução

Solução de Exercício 32.5.

(a) A 60∘60{}^{\circ} N, o lago é desenhado 4 vezes grande demais: ele parece tão grande quanto 4×1000=4000 km24 \times 1000 = 4000\,\mathrm{km}^{2}. No equador, as áreas não são ampliadas, então o lago desenhado do mesmo tamanho tem uma área verdadeira de 4000 km24000\,\mathrm{km}^{2}. (b) 4÷1.33≈34 \div 1.33 \approx 3 vezes maior. (c) As áreas, e as distâncias de norte a sul, crescem sem limite em direção aos polos: os polos ficariam infinitamente longe do equador.

Exercício 32.6 ★★

Use o mapa topográfico das Colinas de Varden deste capítulo. (a) Qual é a equidistância? (b) Qual é a altitude do cume marcado pelo seu ponto cotado, e a da curva mestra logo em volta dele? (c) O rio corre para leste. O fundo do vale é mais alto no oeste ou no leste do mapa? (d) Ao longo de C–D, ao norte do rio, entre quais curvas de nível as linhas ficam mais juntas? O que isso diz sobre a declividade ali?

Solução

Solução de Exercício 32.6.

(a) 50 m50\,\mathrm{m}. (b) O cume está a 544 m544\,\mathrm{m}; a curva mestra em volta dele é a linha de 500 m500\,\mathrm{m}. (c) No oeste: um rio corre morro abaixo, então o seu fundo é mais baixo rio abaixo, a leste. (d) Mais ou menos entre as linhas de 300 e de 400 m400\,\mathrm{m}: ali a encosta é mais íngreme, mais suave tanto perto do fundo do vale quanto perto do cume.

Exercício 32.7 ★★

Use o perfil C–D deste capítulo. (a) Em que altitude, mais ou menos, ficam C e D? (b) Qual é a altitude mais baixa ao longo do perfil, e a que distância de C ela fica? (c) Qual é o comprimento do fundo de vale plano ao longo de C–D? (d) O perfil é desenhado com a escala vertical esticada três vezes. Por que os cartógrafos muitas vezes fazem isso?

Solução

Solução de Exercício 32.7.

(a) C a cerca de 400 m400\,\mathrm{m}, D a cerca de 530 m530\,\mathrm{m}. (b) Cerca de 135 m135\,\mathrm{m}, a cerca de 1.3 km1.3\,\mathrm{km} de C, no fundo do vale. (c) Cerca de 0.3 a 0.4 km0.4\,\mathrm{km}. (d) As alturas são pequenas em comparação com as distâncias: sem esticar, os morros pareceriam quase planos.

Exercício 32.8 ★★

Num mapa a 1:25 0001 : 25\,000, uma trilha cruza a curva de 200 m200\,\mathrm{m} e depois a curva de 300 m300\,\mathrm{m}, 2 cm2\,\mathrm{cm} adiante. (a) Qual é a distância horizontal entre os dois pontos no terreno? (b) Quanto a trilha sobe? (c) Qual é a declividade, em porcentagem? (d) Mais adiante, duas curvas com 100 m100\,\mathrm{m} de diferença de altitude ficam a 4 cm4\,\mathrm{cm} uma da outra no mapa. A trilha é mais íngreme ou mais suave ali? Quanto?

Solução

Solução de Exercício 32.8.

(a) 2×25 000=50 0002 \times 25\,000 = 50\,000 cm =500 m= 500\,\mathrm{m}. (b) 300−200=100 m300 - 200 = 100\,\mathrm{m}. (c) 100÷500=0.2100 \div 500 = 0.2, uma declividade de 20 %20\,\%. (d) Mais suave: 4 cm4\,\mathrm{cm} são 1000 m1000\,\mathrm{m}, então a declividade é 100÷1000=10 %100 \div 1000 = 10\,\%, metade.

Exercício 32.9 ★★

O Landsat 1 dava 14 voltas na Terra por dia e passava sobre o mesmo lugar a cada 18 dias. (a) Quantas órbitas ele fazia entre duas passagens sobre o mesmo lugar? (b) Cada órbita levava 103 minutos. Quanto tempo, em horas, duram 14 órbitas? (c) Construído para funcionar um ano, ele foi desligado em 6 de janeiro de 1978, cinco anos e meio depois do seu lançamento. Quantas vezes a sua vida prevista ele funcionou? (d) Dê uma mudança da superfície da Terra que imagens do mesmo lugar tiradas com anos de intervalo podem mostrar.

Solução

Solução de Exercício 32.9.

(a) 14×18=25214 \times 18 = 252 órbitas. (b) 14×103=144214 \times 103 = 1442 minutos, cerca de 24 h24\,\mathrm{h}: um dia. (c) 5.5÷1=5.55.5 \div 1 = 5.5 vezes. (d) Por exemplo: uma geleira que recua, uma floresta derrubada, uma cidade que cresce, um litoral ou um rio que se desloca.

Exercício 32.10 ★★

Um satélite GPS fica a cerca de 20 200 km20\,200\,\mathrm{km}; o seu sinal viaja a cerca de 300 000 km300\,000\,\mathrm{km} por segundo. (a) Quanto tempo o sinal leva para chegar? Escreva a resposta em notação científica. (b) Se o relógio de um receptor estivesse errado em 1×10−31 \times 10^{-3} s, que erro na distância isso causaria? (c) O que isso diz sobre os relógios usados no posicionamento por satélite?

Solução

Solução de Exercício 32.10.

(a) 20 200÷300 000≈0.06720\,200 \div 300\,000 \approx 0.067 s =6.7×10−2= 6.7 \times 10^{-2} s. (b) 300 000×10−3=300 km300\,000 \times 10^{-3} = 300\,\mathrm{km}. (c) Um erro de tempo minúsculo causa um erro de distância enorme: os relógios têm de ser extremamente precisos.

Exercício 32.11 ★★★

Num mapa plano com uma quadrícula em quilômetros, a baliza A fica em (0,0)(0, 0) e a baliza B em (10,0)(10, 0). Um receptor está a 6 km6\,\mathrm{km} de A e a 8 km8\,\mathrm{km} de B. (a) Mostre que o ponto (3.6,4.8)(3.6, 4.8) está a 6 km6\,\mathrm{km} de A e a 8 km8\,\mathrm{km} de B. (b) Dê outro ponto às mesmas distâncias de A e de B. (c) Uma terceira baliza C fica em (0,10)(0, 10), e o receptor está a cerca de 6.3 km6.3\,\mathrm{km} dele. Qual dos dois pontos é o receptor? (d) Por que o posicionamento por satélite precisa de vários satélites?

Solução

Solução de Exercício 32.11.

(a) Distância até A: 3.62+4.82=12.96+23.04=36=6\sqrt{3.6^2 + 4.8^2} = \sqrt{12.96 + 23.04} = \sqrt{36} = 6; distância até B: 6.42+4.82=40.96+23.04=64=8\sqrt{6.4^2 + 4.8^2} = \sqrt{40.96 + 23.04} = \sqrt{64} = 8. (b) (3.6,−4.8)(3.6, -4.8), a imagem espelhada em relação à reta AB. (c) Distância de C até (3.6,4.8)(3.6, 4.8): 3.62+5.22=40≈6.3\sqrt{3.6^2 + 5.2^2} = \sqrt{40} \approx 6.3; até (3.6,−4.8)(3.6, -4.8): 3.62+14.82=232≈15.2\sqrt{3.6^2 + 14.8^2} = \sqrt{232} \approx 15.2. O receptor está em (3.6,4.8)(3.6, 4.8). (d) Uma distância dá um círculo (uma esfera no espaço), duas dão dois pontos possíveis; é preciso outra distância para escolher.

Exercício 32.12 ★★★

A África continental cobre cerca de 29 milhões de km2\mathrm{km}^{2} e a Groenlândia cerca de 2.1 milhões de km2\mathrm{km}^{2}. (a) Quantas vezes a África é maior? (b) Num mapa de Mercator, as áreas perto do meio da Groenlândia, a cerca de 72∘72{}^{\circ} N, são ampliadas cerca de 10.5 vezes. Estime a área que a Groenlândia parece ter. (c) A África fica dos dois lados do equador, onde as áreas são pouco ampliadas. Compare a sua resposta a (b) com a área da África, e explique o mapa de parede do início do capítulo. (d) Que projeção você escolheria para mostrar com justiça os tamanhos dos continentes?

Solução

Solução de Exercício 32.12.

(a) 29÷2.1≈1429 \div 2.1 \approx 14 vezes. (b) 2.1×10.5≈222.1 \times 10.5 \approx 22 milhões de km2\mathrm{km}^{2}. (c) A Groenlândia parece cobrir cerca de 22 milhões de km2\mathrm{km}^{2}, perto dos 29 milhões da África: no mapa de parede de Mercator, as duas parecem mais ou menos do mesmo tamanho, embora a África seja 14 vezes maior. (d) Uma projeção equivalente.

32.7 Problema: Uma trilha através das Colinas de Varden

Problema 32.1

Problema de fim de semana — os planejadores traçaram uma trilha através das Colinas de Varden no mapa topográfico; a resposta final é o comprimento da trilha em quilômetros e a sua subida total em metros

A trilha começa numa fazenda S, desce até uma ponte B sobre o rio, depois sobe até um abrigo W e segue até o cume T. Cada trecho é reto e só desce ou só sobe. O mapa está a 1:50 0001 : 50\,000; as altitudes de S, B, W e T estão escritas ao lado deles.

A trilha S–B–W–T no mapa topográfico das Colinas de Varden (mostrado aqui reduzido; no mapa original a 1 : 50\,000, os trechos medem 3.6, 2.5 e 2.35\, cm).
A trilha S–B–W–T no mapa topográfico das Colinas de Varden (mostrado aqui reduzido; no mapa original a 1:50 0001 : 50\,000, os trechos medem 3.6, 2.5 e 2.35 cm2.35\,\mathrm{cm}).

Parte I — O trajeto no mapa.

  1. A 1:50 0001 : 50\,000, quantos metros no terreno 1 cm1\,\mathrm{cm} do mapa representa?
  2. No mapa original, o trecho S–B mede 3.6 cm3.6\,\mathrm{cm}. Qual é o seu comprimento no terreno, em quilômetros?
  3. Os trechos B–W e W–T medem 2.5 cm2.5\,\mathrm{cm} e 2.35 cm2.35\,\mathrm{cm}. Qual é o comprimento deles no terreno?
  4. Em que direção geral a trilha segue de B até T?

Parte II — A subida.

  1. Qual é a equidistância do mapa?
  2. Que trecho desce? Quantos metros?
  3. Quantos metros a trilha sobe em B–W, e em W–T?
  4. Qual é a declividade média do trecho W–T, em porcentagem?
  5. Por que os planejadores não traçaram a trilha em linha reta de S até T?

Parte III — A caminhada.

  1. Suponha que um caminhante percorre 4 km4\,\mathrm{km} por hora no plano e precisa de mais um minuto para cada 10 m10\,\mathrm{m} de subida. Quanto tempo leva a caminhada inteira?
  2. Outra caminhante segue a trilha no sentido contrário, de T até S. Quantos metros ela sobe?
  3. Qual é o comprimento total da trilha, em quilômetros, e a sua subida total, em metros?
Solução

Solução de Problema 32.1.

1. 50 00050\,000 cm =500 m= 500\,\mathrm{m}.

2. 3.6×500=1800 m=1.8 km3.6 \times 500 = 1800\,\mathrm{m} = 1.8\,\mathrm{km}.

3. B–W: 2.5×500=1250 m2.5 \times 500 = 1250\,\mathrm{m}; W–T: 2.35×500≈1180 m2.35 \times 500 \approx 1180\,\mathrm{m}.

4. Para o nordeste.

5. 50 m50\,\mathrm{m}.

6. S–B desce: 296−143=153 m296 - 143 = 153\,\mathrm{m}.

7. B–W: 335−143=192 m335 - 143 = 192\,\mathrm{m}; W–T: 544−335=209 m544 - 335 = 209\,\mathrm{m}.

8. 209÷1180≈0.18209 \div 1180 \approx 0.18, cerca de 18 %18\,\%.

9. Uma linha reta de S até T atravessaria o rio onde não há ponte; a trilha desce até a ponte em B.

10. 1.8+1.25+1.18≈4.2 km1.8 + 1.25 + 1.18 \approx 4.2\,\mathrm{km} a 4 km4\,\mathrm{km} por hora: cerca de 63 minutos; subida 192+209=401 m192 + 209 = 401\,\mathrm{m}: cerca de 40 minutos a mais. Ao todo, cerca de 1 h 43 min.

11. De T ela desce até B, depois sobe de B até S: 296−143=153 m296 - 143 = 153\,\mathrm{m}.

12. Comprimento: 1.8+1.25+1.18≈4.2 km1.8 + 1.25 + 1.18 \approx \textbf{4.2 km}; subida total: 192+209=401 m192 + 209 = \textbf{401 m}.

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