Qu'est-ce qu'un angle d'hélice?

Une hélice est une courbe de pente constante qui circule autour d'un axe central, un peu comme un escalier en spirale.L'angle d'hélice est la tangente de la courbe par rapport à l'axe.Les hélices sont de nature courante et dans les dispositifs mécaniques.L'angle d'hélice détermine de nombreuses autres propriétés d'une hélice.

Les ingénieurs mécaniques sont préoccupés par l'angle d'hélice de bon nombre de leurs conceptions.Les vis et boulons filetés affichent un angle d'hélice qui détermine la quantité de morsure ou de nouveau matériau sera recueilli par la vis à chaque tour.Plus de force est nécessaire pour tourner un appareil avec un angle d'hélice plus élevé.De même, une vis avec un angle d'hélice plus grand tiendra plus étroitement.

Les convoyeurs à vis utilisent des hélices pour transporter de nombreux matériaux granulaires ou de type pâte.Archimede, l'ancien philosophe grec, est reconnu pour avoir inventé le convoyeur à vis.Il a utilisé une grande vis en bois sculptée à l'intérieur d'un tronc d'arbre creusé.En tournant la vis, l'eau pourrait être déplacée en montée à des fins d'irrigation.

Les ressorts illustrent une autre caractéristique utile des hélices.En plus de la capacité de transmettre des matériaux et de lier des matériaux, les hélices stockent l'énergie dans leur conception géométrique qui peut être utilisée.L'énergie d'un bâton Pogo, des chocs automobiles ou des ressorts de lit provient de la compression et de l'expansion ultérieure de la bobine.L'angle d'hélice, ainsi que le matériau de la construction, détermine la force nécessaire pour comprimer le ressort.

De nombreux exemples d'hélices se trouvent en biologie.Le tour des vrilles d'une plante de pois suit un angle d'hélice fixe, bien que le diamètre du virage puisse varier.De même, les coquillages conque et de nombreux autres obus présentent un angle d'hélice fixe.Certains ont un diamètre croissant à chaque ajout de croissance, tandis que d'autres ont un diamètre fixe créant une longue forme de tube.

Peut-être l'exemple le plus célèbre d'hélices dans la nature est la double hélice de la molécule d'acide nucléique désoxyribose (ADN).L'ADN est la base moléculaire de la génétique.L'angle de double hélice unique est si régulier que la structure de la molécule a été discernée à l'aide de techniques de cristallographie.

Mathématiquement, une hélice est simplement la trace d'un cercle avec une dimension Z croissante.Les coordonnées cartésiennes sont données par: x ' r cos t, y ' r sin t, z ' c t;où r est le rayon et 2 π c est la hauteur ou la distance verticale entre les boucles.Selon le théorème de Lancret, si R / C ' une constante, la courbe est une hélice.En pratique, les mathématiques de la conception de vis sont assez compliquées, car de nombreux paramètres sont impliqués.