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Disegno tecnico e settori produttivi · Disegno tecnico e geometrico

Moduli e greche

Guarda il pavimento della tua scuola o il bordo decorato di una tovaglia: ti accorgi che c'è sempre un disegno piccolo che si ripete, sempre uguale. Come fa un disegnatore a riempire un intero pavimento o una lunga striscia disegnando una sola figura? E quante piastrelle devi comprare per coprire una stanza? Lo scopriamo in questa pagina.

Il modulo e la greca

Un modulo è la figura di base che si ripete, sempre uguale, per costruire un disegno decorativo. Può essere un quadrato, un triangolo, un fiore stilizzato, una piastrella.

Una greca è una decorazione a striscia: lo stesso modulo si ripete in fila, lungo una sola direzione. La trovi sui bordi dei vasi, sui muri dei palazzi antichi, nelle sciarpe e nei bordi dei quaderni.

Una greca formata da quattro moduli uguali affiancati: un quadrato con un triangolo dentro un modulo la greca continua →

Per sapere quanto è lunga una greca basta moltiplicare: lunghezza del modulo × numero di moduli. Una greca di 5 moduli lunghi 4 cm misura $5 \cdot 4 = 20$ cm.

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Che cos'è un modulo in un disegno decorativo? Spiegalo con una frase.

Che cos'è un modulo in un disegno decorativo? Spiegalo con una frase.

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Esercitati★☆☆Da iniziare
Una greca è formata da un modulo lungo 3 cm ripetuto 8 volte in fila. Quanto è lunga la greca?

Una greca è formata da un modulo lungo 3 cm ripetuto 8 volte in fila. Quanto è lunga la greca?

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Come si ripete il modulo

Per ottenere il disegno non si ricopia a mano: si usano le trasformazioni geometriche.

  • Traslazione: il modulo scivola in una direzione, senza girare. È la trasformazione tipica delle greche.

  • Simmetria (o riflessione): il modulo si ribalta come allo specchio rispetto a una retta.

  • Rotazione: il modulo gira attorno a un punto, per esempio di un quarto di giro (90°).

Un triangolo ripetuto con una traslazione, con una simmetria e con una rotazione traslazione simmetria rotazione

Combinando queste trasformazioni si ottengono motivi molto diversi usando sempre lo stesso modulo.

Esercitati★☆☆Da iniziare
Quali trasformazioni geometriche si usano per ottenere un motivo ripetuto a partire da un modulo? Citane tre.

Quali trasformazioni geometriche si usano per ottenere un motivo ripetuto a partire da un modulo? Citane tre.

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Quanti moduli entrano?

Spesso devi decorare uno spazio di misura data: una striscia, un bordo, un pavimento. La domanda è: quanti moduli interi ci stanno? Si risponde con una divisione, e il resto è lo spazio che avanza.

Per una superficie rettangolare, come un pavimento, conti i moduli in lunghezza e in larghezza e poi li moltiplichi.

Esercitati★★☆Da iniziare
Devi decorare una striscia di carta lunga 45 cm con una greca di moduli quadrati di lato 2,5 cm. a) Quanti moduli interi entrano nella striscia? b) Quanto spazio rimane…

Devi decorare una striscia di carta lunga 45 cm con una greca di moduli quadrati di lato 2,5 cm.

  1. a) Quanti moduli interi entrano nella striscia?
  1. b) Quanto spazio rimane libero?
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Esercitati★★☆Da iniziare
Un pavimento rettangolare di 3,60 m per 2,40 m è ricoperto di piastrelle quadrate di lato 30 cm. a) Quante piastrelle servono in lunghezza e quante in larghezza? b)…

Un pavimento rettangolare di 3,60 m per 2,40 m è ricoperto di piastrelle quadrate di lato 30 cm.

  1. a) Quante piastrelle servono in lunghezza e quante in larghezza?
  1. b) Quante piastrelle servono in totale?
  1. c) Se ogni piastrella costa 2,50 €, quanto costa il pavimento?
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Esercitati★★★Da iniziare
Una parete rettangolare di 4,20 m per 2,70 m deve essere rivestita con piastrelle quadrate di lato 15 cm. Le piastrelle chiare e scure si alternano a scacchiera. a)…

Una parete rettangolare di 4,20 m per 2,70 m deve essere rivestita con piastrelle quadrate di lato 15 cm. Le piastrelle chiare e scure si alternano a scacchiera.

  1. a) Quante piastrelle servono per riga e per colonna?
  1. b) Quante piastrelle servono in totale?
  1. c) Quante sono chiare e quante scure se l'angolo in basso a sinistra è chiaro? Giustifica il ragionamento.
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Moduli con spazi e moduli con figure dentro

Il passo del modulo

A volte tra un elemento e il successivo c'è uno spazio vuoto. Allora conviene chiamare passo la lunghezza di «elemento + spazio»: è la misura che si ripete.

Se parti e finisci con un elemento, l'ultimo non ha lo spazio dopo di sé. Per $n$ elementi ci sono $n - 1$ spazi:

$$\text{lunghezza} = n \cdot \text{elemento} + (n-1) \cdot \text{spazio}$$

Figure dentro il modulo

Un modulo può contenere altre figure, per esempio un cerchio inscritto in un quadrato. Il cerchio è tangente ai quattro lati: il suo diametro è uguale al lato del quadrato.

Un quadrato di lato 4 cm con un cerchio inscritto di raggio 2 cm d = lato lato 4 cm

Quindi il raggio è la metà del lato. Le aree si calcolano con $A_{\text{quadrato}} = l^2$ e $A_{\text{cerchio}} = \pi r^2$. L'area che resta fuori dal cerchio si trova per sottrazione.

Esercitati★★☆Da iniziare
Un modulo è formato da un quadrato di lato 4 cm con un cerchio inscritto, cioè tangente ai quattro lati. a) Quanto misura il raggio del cerchio? b) Calcola l'area del…

Un modulo è formato da un quadrato di lato 4 cm con un cerchio inscritto, cioè tangente ai quattro lati.

  1. a) Quanto misura il raggio del cerchio?
  1. b) Calcola l'area del quadrato e l'area del cerchio, usando $\pi \approx 3,14$.
  1. c) Quanta area del quadrato resta fuori dal cerchio?
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Una greca decorativa è formata da un modulo composto da un quadrato di lato 6 cm e da uno spazio vuoto di 2 cm tra un quadrato e il successivo. La greca deve riempire un…

Una greca decorativa è formata da un modulo composto da un quadrato di lato 6 cm e da uno spazio vuoto di 2 cm tra un quadrato e il successivo. La greca deve riempire un bordo lungo 1,50 m, partendo e finendo con un quadrato.

  1. a) Quanto è lungo il «passo» del modulo (quadrato più spazio)?
  1. b) Quanti quadrati si possono disporre al massimo?
  1. c) Quanto è lunga la greca ottenuta? Rimane spazio inutilizzato? Giustifica.
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Ricoprire il piano

Un motivo che ricopre una superficie senza lasciare spazi né sovrapposizioni si chiama pavimentazione (tassellazione). Funziona se, attorno a ogni vertice, gli angoli dei moduli si sommano a 360°.

  • Quadrati: $4 \cdot 90° = 360°$, ricoprono il piano.

  • Triangoli equilateri: ogni angolo è 60° e $6 \cdot 60° = 360°$, ricoprono il piano.

  • Esagoni regolari: ogni angolo è 120° e $3 \cdot 120° = 360°$, ricoprono il piano, come le celle delle api.

  • Pentagoni regolari: l'angolo è 108° e 360 non è multiplo di 108, quindi lasciano buchi.

Sei triangoli equilateri uguali attorno a un vertice formano un esagono regolare 6 triangoli · 6 · 60° = 360°
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Un grafico vuole realizzare un motivo ripetuto a partire da un modulo a forma di triangolo equilatero di lato 5 cm. a) Quanti triangoli affiancati servono per formare un…

Un grafico vuole realizzare un motivo ripetuto a partire da un modulo a forma di triangolo equilatero di lato 5 cm.

  1. a) Quanti triangoli affiancati servono per formare un esagono regolare?
  1. b) Calcola il perimetro dell'esagono ottenuto.
  1. c) Spiega perché si può dire che i triangoli equilateri ricoprono il piano senza lasciare spazi, facendo riferimento agli angoli che si incontrano in un vertice.
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Vuoi tornare al principio? Per decorare un pavimento basta un solo modulo: lo ripeti con traslazioni, simmetrie o rotazioni, e per sapere quanti ne servono dividi le misure, dopo averle portate nella stessa unità.

In sintesi

  • Il modulo è la figura di base che si ripete; la greca è una striscia di moduli uguali in fila.

  • Il modulo si ripete con traslazioni, simmetrie e rotazioni.

  • Moduli interi: dividi la misura dello spazio per quella del modulo; il resto è lo spazio che avanza. Prima converti nella stessa unità.

  • Con spazi tra gli elementi usa il passo; per $n$ elementi ci sono $n-1$ spazi.

  • Cerchio inscritto in un quadrato: il diametro è uguale al lato, il raggio è la metà.

  • Un motivo ricopre il piano se gli angoli attorno a un vertice sommano 360°.

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