Parte1
Parte 2
Fragmentos de uma aula do Curso Prandiano:
Extensão do Cálculo Variacional
1.0 Princípio da Mínima Ação
.
Pierre Louis Moreau de Maupertuis (1698 - 1759), influenciado por Descartes
("curvas decodificadas em pensamentos"), Bernoulli ("curva do menor tempo") e
Leibniz ("Deus decodificado no criador de um mundo perfeito"), propôs, em 1744, o
princípio geral que deveria reger o universo:
 
Principe de La Moindre Action
 
Esse princípio [ a natureza faz de tudo para minimizar sua ação (energia, tempo, àrea, distância, força...)]atrairia para seu autor as críticas de Voltaire / Châtelet
e acusações, de plágio feitas por Euler (1746) em causa própria.
Johann Samuel König (1750) afirmou na Academia de Ciências da
Prússia que Maupertuis era um oportunista, mero ladrão das
idéias não publicadas de Leibniz.
König fundamentava suas acusações, mostrando uma carta na qual Leibniz, anos antes, teria escrito a mesma conclusão de Maupertuis.
Porém a carta citada era falsa.
O Princípio da Mínima Ação é ilustrado com a dúvida do Triângulo das Alturas
(Altitudoinis Triangulum), formulado em 1869 por Hermann Amandus Schwarz:
 
 
"Dado um triângulo acutângulo ABC
(seus três ângulos são menores que 90º),
inscrever um triângulo pqr de menor perímetro"
 
Pode-se entender a resposta geometrizada (os pontilhados representam retas
normais que dividem os ângulos em duas partes iguais), fazendo uma analogia
com a trajetória do raio de luz que minimiza distância/tempo
ou ligando os pontos pqr por um fio elástico:


Energia potencial elástica mínima

2.0 Estática Experimental e Teórica dos Líquidos
Submetidos Somente às Forças Moleculares
 
Em 1873, Joseph Antoine Ferdinand Plateau (1801 - 1883) publicou:
 
Statique Expérimentale et Théoretique
des Liquides Soumix Aux Seules Forces Moléculares
 
Influenciado pelo Princípio da Mínima Ação de Maupertuis (1744) e pelo Princípio
da Mínima Energia Potencial de Gustav P. Lejeune Dirichlet (1830) :
O estado de equilíbrio estável de um sistema físico é aquele que minimiza sua energia potencial local,
 
formulou, com elegância, seu espetacular e importante Plateau Observatio:
 
Uma película de sabão formada em um contorno dado fixa-se nesse com a menor área superficial.
 
 
A película de sabão estável forma uma SUPERFÍCIE MÍNIMA
(menor área/menor energia potencial elástica):
uma pequena perturbação nessa origina forças que
a obrigam a voltar à posição inicial.
(com isso, temos parte do projeto do iogurte:menor superfície,
menor transferência de calor; mais tempo fora da gôndola fria
sem esquentar, menor quantidade de plástico...)
 
3.0 Aplicações
 
3.1 Arquitetura construída pelos alunos com o método :
Película de Sabão.
(cobertura inteligente: mínima quantidade de material,
menor custo, estabilidade, beleza...)
 
3.2 Transformação de superfícies tipo película de sabão

Catenóide em Helicóide
_
 
Superfície de Celso Costa
-
 
3.4 Personagens principais da aula
 
 
Pierre Louis Moreau de Maupertuis
 
Joseph Antoine Ferdinand Plateau
 
4.0 Créditos do Cálculo Variacional
Dido / Bernoulli / Euler / M. Le Blanc / Lagrange

*Andrien Marie Legendre
*Karl Gustav Jacob Jacobi
*William Rowan Hamilton
*Karl Theodor Wilhelm Weierstrass
*Sonja Kovalevskaya
*David Hilbert
*Vito Volterra
*Oskar Bolza
*Willian Fogg Osgood
*Maurice René Fréchet
*Constantin Carathéodory
*Mikhai Vasilevich Ostrogradski
*Naum Il'ch Akhiezer
*Lev Pontryagin
*Henri Léon Lebesgue
*Gilbert Ames Bliss
*Harld Marston Morse
*Johan Gustav Lejeune Dirichlet
*Thompson Kelvin
*Hermann Ferdinand Von Helmholtz
*Richard Courant
*Karl Herman Amandus Schwarz
*Jesse Douglas
*Tibor Radó
*Gaston Darboux
*Felix Klein
*Joseph A. Ferdinand Plateau
*Celso José da Costa
*Manfredo Perdigão do Carmo
*Johann Samuel König
*Pierre Louis Moreau de Maupertuis
*J. B. M. C. Meusnier
*A. Enneper
*Caballero D'Arcy
*Jakob Steiner
*Outros

 
5.0 Outros Trabalhos Importantes
De Linea Brevissima
in Superficie
Quacunque duo Qualibet Puncto Jungente

Sobre a Linha mais Curta que une dois Pontos Quaisquer
de uma Superfície Arbitrária

Comentarii Acad. S. Petersburgo
1728
Leonhard Euler



Essai d'une Nouvelle Méthode
pour Determiner les Maxima et les Minima
des Formules Intégrales Indéfinis

Novo Método para Determinar o Máximo e o Mínimo
das Fórmulas Integrais Indefinidas

Miscellanea Taurinensia
1760
Joseph Louis Lagrange



Mémoire
Sur la Courbure des Surfaces

Sobre a Curvatura das Superfícies

Mémoirs dé Savants Étrangers
1785
J. B. M. C. Meusnier

Principia Generalia
Theoriae Fluidorum in Statu Equilibrii

Princípios Gerais
da Teoria dos Fluídos em Estado de Equilíbrio
1830
Carl Friedrich Gauss



Solution
to the Problem of Plateau

Solução do Problema de Plateau
(Minimizar área equivale, Minimizar energia)

Trans. A. M. S.
1931
Jesse Douglas


Dirichlet's Principle,
Conformal Mapping, and Minimal Surfaces

Transformação Conforme e Superfícies Mínimas
Princípios de Dirichlet

Interscience
1950
Richard Courant



Zugbeanspruchte Konstruktionen
Construções Submetidas a Esforços de Tração
(Uso de Película de Sabão como Modeladora de Superfícies Leves)
1962
Frei Otto

Imersões Mínimas Completas no R³
de Gênero um
e Curvatura Total Finita

(Descobriu a Superfície de Costa)
IMPA - Tese de Doutoramento
1982
Celso José da Costa

 
Curso Prandiano
MATEMÁTICA APLICADA À VIDA
 
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