Che cosa è un angolo di elica?

Una spirale è una curva di pendenza costante che gira intorno ad un asse centrale, molto simile a una scala a chiocciola. L'angolo di elica è la tangente della curva rispetto all'asse. Eliche sono comuni in natura e in dispositivi meccanici. L'angolo dell'elica determina molte altre proprietà di un'elica.

Gli ingegneri meccanici riguardano l'angolo elica di molti dei loro disegni. Viti e bulloni filettati mostrano un angolo di elica che determina la quantità di morso o nuovo materiale sarà raccolto da parte la vite con ogni turno. Ulteriori forza è richiesta per trasformare un dispositivo con un angolo maggiore elica. Allo stesso modo, una vite con un maggior angolo di elica terrà più strettamente.

Coclee impiegano eliche per il trasporto di molti materiali granulari o in pasta tipo. Archimede, il filosofo greco antico, è attribuita l'invenzione della coclea. Ha usato una grossa vite di legno intagliato in un tronco d'albero scavato. Ruotando la vite, l'acqua potrebbe essere spostato in salita per l'irrigazione.

Springs illustrano un'altra caratteristica utile di eliche. Oltre alla capacità di trasmettere Mater e legano materiali, eliche immagazzinare energia nel loro disegno geometrico che può essere utilizzato. L'energia di un bastone pogo, urti automobili, o molle del letto viene dalla compressione e successiva espansione della bobina. L'angolo dell'elica, nonché il materiale di costruzione, determina la forza necessaria per comprimere la molla.

Molti esempi di eliche si trovano in biologia. La volta di viticci di una pianta di pisello seguire un angolo di elica fissa, anche se il diametro del turno possono variare. Allo stesso modo, conchiglie conchiglie e molte altre shell presentano un angolo di elica fissa. Alcuni hanno un diametro crescente con ogni aggiunta di crescita, mentre altri hanno un diametro fisso creando una forma lungo tubo.

Forse l'esempio più famoso di eliche in natura è la doppia elica del deossiribosio acido nucleico (DNA) molecola. DNA è la base molecolare della genetica. L'angolo di elica doppia unico è così regolare che la struttura della molecola è stata notata con tecniche di cristallografia.

Matematicamente, un'elica è semplicemente la traccia di un cerchio con una crescente z-dimensione. Le coordinate cartesiane sono dati da: x = r cos t, y = r sin t, z = ct; dove r è il raggio e 2 π c è il passo o distanza verticale tra cicli. Secondo il teorema di Lancret, se r / c = costante, la curva è un'elica. In pratica, la matematica del disegno della vite è abbastanza complessa, in quanto sono coinvolti molti parametri.

  • L'esempio più famoso di eliche è la struttura a doppia elica del DNA.