Hvad er en helixvinkel?

En helix er en kurve af konstant hældning, der cirkler omkring en central akse, ligesom en spiraltrappe.Helixvinklen er tangenten for kurven sammenlignet med aksen.Helices er almindelige og i mekaniske enheder.Helixvinklen bestemmer mange andre egenskaber ved en helix.

Mekaniske ingeniører er optaget af helixvinklen for mange af deres design.Trådede skruer og bolte viser en helixvinkel, der bestemmer, hvor meget bid eller nyt materiale der vil blive samlet i skruen med hver drejning.Mere kraft kræves for at dreje en enhed med en større helixvinkel.Ligeledes vil en skrue med en større helixvinkel indeholde mere tæt.

Skruetransportører anvender helixer til at transportere mange granulære materialer af pasta-typen.Archimedes, den gamle græske filosof, krediteres for at opfinde skruetransportøren.Han brugte en stor udskåret træskrue inde i en hollet træstamme.Ved at dreje skruen kunne vand flyttes op ad bakke til kunstvandingsformål.

Springs illustrerer et andet nyttigt kendetegn ved helixer.Ud over evnen til at formidle Mater og binde materialer gemmer Helices energi i deres geometriske design, der kan bruges.Energien fra en pogo -pind, bilchok eller sengefjedre kommer fra komprimering og efterfølgende udvidelse af spolen.Helixvinklen såvel som konstruktionsmaterialet bestemmer den kraft, der er nødvendig for at komprimere fjederen.

Mange eksempler på helixer findes i biologi.Skiftet til en ærterplantes kvælder følger en fast helixvinkel, skønt diameteren af drejen kan variere.Ligeledes udviser conch -muslingeskaller og mange andre skaller en fast helixvinkel.Nogle har en stigende diameter med hver væksttilsætning, mens andre har en fast diameter, der skaber en lang, rørform.

Det er måske det mest berømte eksempel på helixer i naturen den dobbelte helix af deoxyribose -nukleinsyre (DNA) molekyle.DNA er det molekylære grundlag for genetik.Den unikke dobbelt helix -vinkel er så regelmæssig, at molekylets struktur blev skelnet ved hjælp af krystallografiteknikker.

Matematisk er en helix simpelthen sporet af en cirkel med en stigende z-dimension.De kartesiske koordinater er givet af: x ' r cos t, y ' r sin t, z ' c t;Hvor R er radius og 2 π C er tonehøjden eller lodrette afstand mellem sløjfer.I henhold til Lancret's sætning, hvis r/c ' en konstant, er kurven en helix.I praksis er matematikken for skruedesign ret kompliceret, da mange parametre er involveret.