Como calcular o comprimento de uma espiral cilíndrica
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Uma espiral cilíndrica é mais comumente chamada de hélice. Uma relação pitagórica de certos segmentos do cilindro (real ou imaginado) sobre espirais helicoidais pode ser utilizada para calcular o comprimento da hélice.
Oriente a hélice
O componente primário do sistema de coordenadas da hélice é o cilindro no qual a hélice espirala. Desenhe esse objeto. O perímetro do plano circular será utilizado como uma proporcional. Como o perímetro depende apenas do comprimento do raio (P = 2pi(Raio)) do plano circular, desenhe o raio e nomeie-o "R". A outra proporcional que é necessária é o comprimento ao longo do maior eixo do cilindro, que mede uma volta completa da hélice. Identifique esse valor e chame-o de "H".
Desenhe o triângulo proporcional
O comprimento L de uma volta completa da hélice deverá ser a hipotenusa de um triângulo reto onde as menores dimensões deverão ser dadas por H e pelo perímetro do plano circular do cilindro (2piR). Para visualizar a proporção, imagine que o triângulo está enrolado em volta da superfície do cilindro, completamente ligado ao longo do período. Desenhe um triângulo e nomeie sua hipotenusa como "L". O menor lado do triângulo deverá ser H e o lado restante representa o perímetro, 2piR.
Determine a proporção
O triângulo reto do Passo 2 permite o uso do teorema pitagórico. Então, escreva a relação L = raiz quadrada de (H^2 + (2piR)^2). Isso resultará no comprimento de uma volta completa da hélice. O comprimento total da hélice pode ser determinado através do dimensionamento do comprimento total do maior eixo do cilindro, pela proporção L/H = raiz quadrada de (1 + 4pi^2(R/H)^2). Então, se o cilindro cujo maior eixo possui 100 cm, com um raio de 1 cm e H = 5 cm, então L/H = raiz quadrada de (1+4pi^2(1/5)^2) = 1,61, e o comprimento total é 1,61(100 cm) = 161 cm.
Referências
Sobre o Autor
Andi Small is a physical scientist who has written professionally and done academic research since 2008. She has been published in the American Institute of Physics conference proceedings. Small's professional interests include research and development, K-12 education and scientific communication for non-scientists. She has a Master of Science in physical science from Idaho State University.
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