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MATEMÁTICA
A eficiente geometria das abelhas
JOSÉ LUIZ PASTORE MELLO
ESPECIAL PARA A FOLHA
Se você observar com atenção
um favo de mel, notará que em
uma das extremidades ele é composto por um perfeito encaixe de
prismas hexagonais regulares, cuja secção plana está representada
na figura 1. Diante disso, é natural
que nos perguntemos por que as
abelhas preferem hexágonos regulares em relação aos outros dois
polígonos regulares que também
permitem encaixes perfeitos, ou
seja, o quadrado e o triângulo
equilátero (figuras 2 e 3).
Papus de Alexandria, importante geômetra grego do final do século 3, foi o primeiro a levantar a
hipótese de que as abelhas constroem os favos em hexágonos por
questão de eficiência. De fato, sabendo que para cada grama de cera usada na construção das paredes dos alvéolos são consumidos
aproximadamente seis gramas de
mel, é razoável admitir que a forma geométrica ideal de cada alvéolo, no plano bidimensional,
deva ser aquela que minimize o
perímetro total, admitindo uma
certa área fixa.
Em relação às figuras acima, o
problema da eficiência dos alvéolos pode ser reescrito assim: dado
um triângulo equilátero de lado t,
um quadrado de lado q e um hexágono regular de lado h, se os
três polígonos têm a mesma área,
queremos verificar que o hexágono tem o menor perímetro.
Igualando a área dos três polígonos teremos que
Se assumirmos t=1, encontraremos
e o
que implica dizer que o perímetro
do triângulo será igual a 3, o do
quadrado igual a (aproximadamente 2,63), e o do hexágono (aproximadamente
2,45), o que verifica o resultado
procurado.
Em 1943, o húngaro L. Fejes
Tóth demonstrou que, mesmo se
admitirmos padrões de construção dos favos com a combinação
de diferentes polígonos, ainda assim o padrão hexagonal continua
sendo o de perímetro mínimo.
Encerrando a questão definitivamente, em 1999, o matemático
norte-americano Thomas Hales
provou que o padrão hexagonal
de construção das abelhas é o
mais eficiente até mesmo se admitirmos padrões curvos dos alvéolos na composição do favo.
José Luiz Pastore Mello é licenciado
em matemática e mestrando em educação pela USP.
E-mail: jlpmello@uol.com.br
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