Archimedova spirála a její projevy ve světě kolem nás

Archimedova spirála a její projevy ve světě kolem nás
Archimedova spirála a její projevy ve světě kolem nás
Anonim

Spirála je i přes jednoduchost obrázku komplexním a smysluplným symbolem. Dokonce i starověcí lidé jej používali jako dekorativní symbol, vzor, který se snadno aplikuje na dřevo, kameny a hlínu. Tvar spirály kombinuje symetrii a zlatý řez, při vizuálním vnímání navozuje pocit harmonie a krásy. Spirála, spojená se symbolikou středu, byla odedávna počátkem počátků, odkud začíná evoluce, vývoj, pohyb života. Svého času na jeho podobu upozornil Archimedes. Starověký řecký vědec ze Syrakus studoval tvar spirálovitě zkroucené skořápky a odvodil spirální rovnici. Cívka, kterou nakreslil podle této rovnice, je po něm pojmenována - Archimédova spirála.

Archimedova spirála
Archimedova spirála

Archimedova cívka

Křivka popsaná bodem pohybujícím se konstantní rychlostí podél paprsku rotujícího konstantní úhlovou rychlostí kolem svého počátku se nazývá „Archimedova spirála“. Jeho konstrukce se provádí následovně: jeho krok je nastaven - a, kruh je nakreslen ze středu O s poloměrem rovným kroku spirály, krok a kruh jsou rozděleny na několik stejných částí s číslováním dělicích bodů

Archimédova spirálová konstrukce
Archimédova spirálová konstrukce

Archimedesve svém pojednání "Na spirále" studoval vlastnosti této formy pomocí polárních souřadnic, zapsal charakteristickou vlastnost jejích bodů, dal konstrukci tečny ke spirále a určil její plochu. Zobrazuje spirálu Archimedova vzorce r=atheta. Vědec věděl, že nárůst stoupání šroubovice je vždy stejný.

Symbolismus

Mimořádná rozmanitost významů symbolu spirály je pozoruhodná. Je vnímán jako běh a běh času (cyklické rytmy, změna sluneční a lunární fáze, běh dějin, lidský život). Spirála je považována za znak rozvoje, vitalitu, kterou nám dává příroda. To je touha po nových úrovních, po vašem středu, moudrosti. Spirála je často spojována s hadem, který zase zosobňuje moudrost předků. Koneckonců, je známo, že hadi se rádi stočí a vypadají jako spirály.

Archimedova spirála. spirální galaxie
Archimedova spirála. spirální galaxie

V přírodě se spirála projevuje ve třech hlavních formách: zamrzlá (ulita hlemýždě), expandující (obrazy spirálních galaxií) nebo smršťování (podobně jako vír). Spirálové formy jsou prezentovány od evolučních hlubin (molekuly DNA) až po zákony dialektiky.

Spirála je blízko kruhu – nejideálnější forma ze všeho, co příroda vytvořila. Elementární a přírodní prvky ve formě spirály jsou totiž v přírodě velmi běžné. Jsou to spirální mlhoviny, galaxie, víry, tornáda, tornáda, rostlinná zařízení. Dokonce i pavouci spřádají své sítě ve spirále a stáčejí vlákna ve spirále kolem středu. Příroda miluje opakování, její výtvory využívají totéžstejné principy.

Archimedova spirála a Fibonacciho sekvence

Archimedova spirála a Fibonacciho sekvence
Archimedova spirála a Fibonacciho sekvence

Archimedova spirála má úzký vztah s Fibonacciho sekvencí. Tento matematický zákon popisuje princip Archimedovy spirály a zlatého řezu. Jejich blízkou příbuznost lze pozorovat v mnoha jevech a přírodních prvcích – ve struktuře lastur měkkýšů, květenství slunečnice a sukulentních rostlin, fraktální kapusty a šišek, lidí i celých galaxií.

Spirální symetrie

Časový faktor v kombinaci s rotací a směrovým pohybem tvoří tvar spirály. Spirály přítomné ve struktuře uměleckých děl souvisejí s časem, nikoli s prostorem. Jsou přítomny především ve vzorech, méně často v architektuře.

Archimedova spirála, točité schodiště
Archimedova spirála, točité schodiště

Toto jsou věže katedrály a točitá schodiště.

Technické aplikace

Archimedova spirála je v současnosti široce používána ve strojírenství. Jeden z vědcových vynálezů - šroub (prototyp trojrozměrné spirály) - byl použit jako mechanismus pro přenos vody do zavlažovacích kanálů z nízko položených nádrží. Archimédův šnek se stal prototypem šneku ("šneka") - zařízení široce používaného v různých strojích na míchání tekutých, sypkých a těstovitých materiálů. Jeho nejběžnější variantou je šroubový rotor v běžném mlýnku na maso. Příkladem aplikace v technice Archimedovy spirály je také samostředící sklíčidlo. Tento mechanismus se používá v šicích strojích pronavíjejte nit rovnoměrně.

Nyní si Archimedova spirála zaslouží zvláštní pozornost při výuce počítačové grafiky.

Doporučuje: