Archimedes' spiral og dens manifestasjoner i verden rundt oss

Archimedes' spiral og dens manifestasjoner i verden rundt oss
Archimedes' spiral og dens manifestasjoner i verden rundt oss
Anonim

Spiral, til tross for det enkle i bildet, er et komplekst og meningsfylt symbol. Selv eldgamle mennesker brukte det som et dekorativt symbol, et mønster som lett kan brukes på tre, steiner og leire. Formen på spiralen kombinerer symmetri og det gylne snitt; når den oppfattes visuelt, fremkaller den en følelse av harmoni og skjønnhet. Spiralen, assosiert med symbolikken til sentrum, har lenge vært begynnelsen på begynnelsen, hvor evolusjon, utvikling, livets bevegelse starter. På et tidspunkt trakk Arkimedes oppmerksomhet til formen. En gammel gresk vitenskapsmann fra Syracuse studerte formen til et spiralformet skall og utledet spiralligningen. Spolen tegnet av ham i henhold til denne ligningen er oppk alt etter ham - Arkimedes spiral.

Arkimedes spiral
Arkimedes spiral

Archimedes' spole

En kurve beskrevet av et punkt som beveger seg med konstant hastighet langs en stråle som roterer med en konstant vinkelhastighet rundt sin opprinnelse kalles "Archimedes' spiral". Dens konstruksjon utføres som følger: trinnet er satt - a, en sirkel tegnes fra sentrum O med en radius lik trinnet til spiralen, trinnet og sirkelen er delt inn i flere like deler, nummerering av divisjonspunktene.

Arkimedes spiralkonstruksjon
Arkimedes spiralkonstruksjon

Archimedesi sin avhandling "On the Spiral" studerte han egenskapene til denne formen, ved å bruke polare koordinater, skrev han ned den karakteristiske egenskapen til punktene, ga konstruksjonen av en tangent til spiralen og bestemte området. Viser spiralen til Arkimedes formel r=atheta. Forskeren visste at økningen i helixen alltid er jevn.

Symbolism

Den ekstraordinære variasjonen av betydninger av spiralsymbolet er slående. Det oppfattes som tidens gang og forløp (sykliske rytmer, endring av sol- og månefaser, historiens gang, menneskeliv). Spiralen regnes som et tegn på utvikling, vitalitet gitt oss av naturen. Dette er et ønske om nye nivåer, for ditt senter, visdom. Spiralen er ofte assosiert med slangen, som igjen personifiserer forfedrenes visdom. Tross alt er det kjent at slanger elsker å krølle seg sammen og se ut som spiraler.

Arkimedes spiral. spiralgalakser
Arkimedes spiral. spiralgalakser

I naturen manifesterer spiralen seg i tre hovedformer: frosset (snegleskall), ekspanderende (bilder av spiralgalakser) eller trekker seg sammen (likt et boblebad). Spiralformer presenteres fra evolusjonære dybder (DNA-molekyler) til dialektikkens lover.

Spiralen er nær en sirkel - den mest ideelle formen av alt det naturen har skapt. Faktisk er elementære og naturlige elementer i form av en spiral veldig vanlige i naturen. Disse er spir altåker, galakser, boblebad, tornadoer, tornadoer, planteenheter. Til og med edderkopper spinner nettene sine i en spiral, og tvinner trådene i en spiral rundt midten. Naturen elsker repetisjon, hennes kreasjoner bruker det sammesamme prinsipper.

Archimedes spiral og Fibonacci-sekvens

Archimedes spiral og Fibonacci-sekvens
Archimedes spiral og Fibonacci-sekvens

Archimedes' spiral har et nært forhold til Fibonacci-sekvensen. Denne loven i matematikk beskriver prinsippet om Arkimedes-spiralen og det gylne snitt. Deres nære slektskap kan observeres i mange fenomener og naturelementer - i strukturen til skjell av bløtdyr, solsikkeblomsterstander og sukkulente planter, fraktalkål og kongler, mennesker og hele galakser.

Spiralsymmetri

Tidsfaktoren, kombinert med rotasjon og retningsbestemt bevegelse, danner formen av en spiral. Spiralene som er tilstede i strukturen til kunstverk er relatert til tid, ikke til rom. De er hovedsakelig til stede i mønstre, sjeldnere i arkitektur.

Spiral of Archimedes, en spir altrapp
Spiral of Archimedes, en spir altrapp

Dette er katedralspir og spir altrapper.

Tekniske applikasjoner

Archimedes' spiral er for tiden mye brukt i ingeniørfag. En av forskerens oppfinnelser - en skrue (en prototype av en tredimensjonal spiral) - ble brukt som en mekanisme for å overføre vann til vanningskanaler fra lavtliggende reservoarer. Arkimedes-skruen ble prototypen på skruen ("sneglen") - en enhet som er mye brukt i forskjellige maskiner for å blande væske-, bulk- og deigematerialer. Den vanligste varianten er skruerotoren i en konvensjonell kjøttkvern. Et eksempel på en applikasjon i teknikken til den arkimedeiske spiralen er også en selvsentrerende chuck. Denne mekanismen brukes i symaskiner forvikling tråden jevnt.

Nå fortjener Arkimedes-spiralen spesiell oppmerksomhet ved undervisning i datagrafikk.

Anbefalt: