Góc xoắn ốc là gì?

Một chuỗi xoắn là một đường cong của độ dốc không đổi vòng quanh một trục trung tâm, giống như một cầu thang xoắn ốc.Góc xoắn ốc là tiếp tuyến của đường cong so với trục.Hôi là phổ biến trong tự nhiên và trong các thiết bị cơ học.Góc xoắn ốc xác định nhiều tính chất khác của chuỗi xoắn. Các kỹ sư cơ học quan tâm đến góc xoắn của nhiều thiết kế của chúng.Các ốc vít và bu lông có ren hiển thị một góc xoắn ốc xác định lượng cắn hoặc vật liệu mới sẽ được thu thập bằng ốc vít với mỗi lượt.Cần nhiều lực hơn để biến một thiết bị có góc độ xoắn lớn hơn.Tương tự như vậy, một ốc vít có góc xoắn lớn hơn sẽ giữ chặt hơn. Các băng tải vít sử dụng các vòng xoắn để vận chuyển nhiều vật liệu dạng hạt hoặc loại dán.Archimedes, triết gia Hy Lạp cổ đại, được ghi nhận là phát minh ra băng tải vít.Anh ta sử dụng một vít gỗ chạm khắc lớn bên trong một thân cây rỗng.Bằng cách xoay vít, nước có thể được di chuyển lên dốc cho mục đích tưới.

Springs minh họa một đặc tính hữu ích khác của các vòng xoắn.Ngoài khả năng truyền tải vật liệu và vật liệu liên kết, Helices lưu trữ năng lượng trong thiết kế hình học của chúng có thể được sử dụng.Năng lượng của một thanh pogo, sốc ô tô hoặc lò xo giường đến từ việc nén và mở rộng sau đó của cuộn dây.Góc xoắn, cũng như vật liệu xây dựng, xác định lực cần thiết để nén lò xo.

Nhiều ví dụ về các vòng xoắn được tìm thấy trong sinh học.Các lượt của một cây đậu Pea Plant theo một góc xoắn cố định, mặc dù đường kính của lượt có thể thay đổi.Tương tự như vậy, vỏ sò conch và nhiều vỏ khác thể hiện một góc xoắn cố định.Một số có đường kính ngày càng tăng với mỗi lần bổ sung tăng trưởng, trong khi những người khác có đường kính cố định tạo ra hình dạng ống dài. Có lẽ ví dụ nổi tiếng nhất về các vòng xoắn trong tự nhiên là chuỗi xoắn kép của phân tử axit nucleic deoxyribose (DNA).DNA là cơ sở phân tử của di truyền.Góc xoắn kép độc đáo đều đặn đến mức cấu trúc phân tử được phân biệt bằng các kỹ thuật tinh thể.Về mặt toán học, một chuỗi xoắn chỉ đơn giản là dấu vết của một vòng tròn với chiều z tăng.Các tọa độ Cartesian được đưa ra bởi: x ' r cos t, y ' r sin t, z ' c t;trong đó r là bán kính và 2 π c là khoảng cách cao độ hoặc khoảng cách giữa các vòng.Theo định lý Lancret, nếu R/C ' hằng số, đường cong là một chuỗi xoắn.Trong thực tế, toán học của thiết kế vít khá phức tạp, vì nhiều tham số có liên quan.