มุมเกลียวคืออะไร?

เกลียวเป็นเส้นโค้งของความลาดชันคงที่ที่วงกลมรอบแกนกลางเหมือนกับบันไดเกลียวมุมเกลียวเป็นแทนเจนต์ของเส้นโค้งเมื่อเทียบกับแกนHelices เป็นเรื่องธรรมดาในธรรมชาติและในอุปกรณ์เครื่องจักรกลมุมเกลียวกำหนดคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมายของเกลียว

วิศวกรเครื่องกลเกี่ยวข้องกับมุมเกลียวของการออกแบบจำนวนมากสกรูและสลักเกลียวแบบเกลียวแสดงมุมเกลียวที่กำหนดจำนวนการกัดหรือวัสดุใหม่ที่จะรวบรวมโดยสกรูในแต่ละเทิร์นต้องใช้แรงมากขึ้นในการเปลี่ยนอุปกรณ์ที่มีมุมเกลียวที่มากขึ้นในทำนองเดียวกันสกรูที่มีมุมเกลียวที่มากขึ้นจะแน่นขึ้น

สกรูสายพานลำเลียงใช้ helices เพื่อขนส่งวัสดุที่มีเม็ดหรือชนิดหลายชนิดArchimedes นักปรัชญากรีกโบราณได้รับเครดิตด้วยการประดิษฐ์สกรูสายพานลำเลียงเขาใช้สกรูไม้แกะสลักขนาดใหญ่ภายในลำต้นของต้นไม้โพรงโดยการหมุนสกรูน้ำสามารถเคลื่อนที่ขึ้นเนินเพื่อการชลประทาน

สปริงแสดงให้เห็นถึงลักษณะที่เป็นประโยชน์อีกประการหนึ่งของเฮลิคส์นอกเหนือจากความสามารถในการถ่ายทอดวัสดุและวัสดุผูกมัดแล้ว Helices จะเก็บพลังงานในการออกแบบทางเรขาคณิตที่สามารถใช้งานได้พลังงานของแท่ง pogo, การกระแทกรถยนต์หรือสปริงเตียงมาจากการบีบอัดและการขยายตัวของขดลวดที่ตามมามุมเกลียวเช่นเดียวกับวัสดุของการก่อสร้างกำหนดแรงที่จำเป็นในการบีบอัดสปริง

ตัวอย่างมากมายของ helices พบได้ในชีววิทยาการเปลี่ยนเอ็นกรรไกรของโรงงานถั่วตามมุมเกลียวคงที่แม้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเทิร์นอาจจะแตกต่างกันไปในทำนองเดียวกันเปลือกหอยสังข์และเปลือกหอยอื่น ๆ อีกมากมายแสดงมุมเกลียวคงที่บางตัวมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เพิ่มขึ้นในการเพิ่มการเจริญเติบโตแต่ละครั้งในขณะที่คนอื่นมีเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่สร้างรูปร่างของหลอดยาว

บางทีตัวอย่างที่โด่งดังที่สุดของ helices ในธรรมชาติคือเกลียวคู่ของโมเลกุลนิวคลีอิก deoxyribose (DNA)DNA เป็นพื้นฐานระดับโมเลกุลของพันธุศาสตร์มุมเกลียวคู่ที่ไม่ซ้ำกันนั้นเป็นเรื่องปกติจนโครงสร้างของโมเลกุลถูกมองเห็นโดยใช้เทคนิคการตกผลึก

ทางคณิตศาสตร์เกลียวเป็นเพียงร่องรอยของวงกลมที่มีมิติ Z ที่เพิ่มขึ้นพิกัดคาร์ทีเซียนจะได้รับโดย: x ' r cos t, y ' r sin t, z ' c t;โดยที่ r คือรัศมีและ 2 π C คือระยะห่างหรือระยะทางแนวตั้งระหว่างลูปตามทฤษฎีบทของ Lancret หาก r/c ' ค่าคงที่เส้นโค้งเป็นเกลียวในทางปฏิบัติคณิตศาสตร์ของการออกแบบสกรูค่อนข้างซับซ้อนเนื่องจากมีพารามิเตอร์จำนวนมากที่เกี่ยวข้อง