Archimedo spiralė ir jos apraiškos mus supančiame pasaulyje

Archimedo spiralė ir jos apraiškos mus supančiame pasaulyje
Archimedo spiralė ir jos apraiškos mus supančiame pasaulyje
Anonim

Spiralė, nepaisant vaizdo paprastumo, yra sudėtingas ir prasmingas simbolis. Net senovės žmonės jį naudojo kaip dekoratyvinį simbolį, raštą, kuris lengvai pritaikomas ant medžio, akmenų ir molio. Spiralės forma sujungia simetriją ir aukso pjūvį, o vizualiai suvokiama, sukelia harmonijos ir grožio pojūtį. Spiralė, siejama su centro simbolika, nuo seno buvo pradų pradžia, nuo kurios prasideda evoliucija, raida, gyvybės judėjimas. Vienu metu Archimedas atkreipė dėmesį į jo formą. Senovės graikų mokslininkas iš Sirakūzų ištyrė spirališkai susukto apvalkalo formą ir išvedė spiralės lygtį. Jo pagal šią lygtį nubrėžta ritė pavadinta jo vardu – Archimedo spirale.

Archimedo spiralė
Archimedo spiralė

Archimedo ritė

Kreivė, aprašyta taško, judančio pastoviu greičiu išilgai spindulio, besisukančio pastoviu kampiniu greičiu aplink savo pradžią, vadinama „Archimedo spirale“. Jo konstrukcija atliekama taip: nustatomas jo žingsnis - a, iš centro O nubrėžiamas apskritimas, kurio spindulys lygus spiralės žingsniui, žingsnis ir apskritimas padalijami į keletą lygių dalių, sunumeruojant padalijimo taškus.

Archimedo spiralinė konstrukcija
Archimedo spiralinė konstrukcija

Archimedastraktate „Apie spiralę“tyrė šios formos savybes, naudodamas poliarines koordinates, užrašė būdingą jos taškų savybę, davė spiralės liestinės konstrukciją ir nustatė jos plotą. Rodo Archimedo formulės spiralę r=ateta. Mokslininkas žinojo, kad spiralės žingsnio padidėjimas visada yra vienodas.

Simbolika

Stulbina nepaprasta spiralės simbolio reikšmių įvairovė. Ji suvokiama kaip laiko eiga ir bėgimas (cikliniai ritmai, saulės ir mėnulio fazių kaita, istorijos eiga, žmogaus gyvenimas). Spiralė laikoma vystymosi, gamtos mums duoto gyvybingumo ženklu. Tai naujų lygių, savo centro, išminties troškimas. Spiralė dažnai siejama su gyvate, kuri, savo ruožtu, įkūnija protėvių išmintį. Juk žinoma, kad gyvatės mėgsta susirangyti ir atrodyti kaip spiralės.

Archimedo spiralė. spiralinės galaktikos
Archimedo spiralė. spiralinės galaktikos

Gamtoje spiralė pasireiškia trimis pagrindinėmis formomis: sustingusia (sraigės kiautas), besiplečiančia (spiralinių galaktikų vaizdai) arba susitraukiančia (panašiai kaip sūkurinė vonia). Spiralinės formos pateikiamos nuo evoliucinių gelmių (DNR molekulių) iki dialektikos dėsnių.

Spiralė yra arti apskritimo – pati idealiausia forma iš visko, ką sukūrė gamta. Iš tiesų, stichiniai ir natūralūs elementai spiralės pavidalu yra labai paplitę gamtoje. Tai spiraliniai ūkai, galaktikos, sūkuriai, tornadai, viesulai, augalų įrenginiai. Net vorai savo tinklus sukasi spirale, susukdami siūlus spirale aplink centrą. Gamta mėgsta kartojimą, jos kūryba naudoja tą patįtie patys principai.

Archimedo spiralė ir Fibonačio seka

Archimedo spiralė ir Fibonačio seka
Archimedo spiralė ir Fibonačio seka

Archimedo spiralė yra glaudžiai susijusi su Fibonačio seka. Šis matematikos dėsnis apibūdina Archimedo spiralės ir aukso pjūvio principą. Jų artimą ryšį galima pastebėti daugelyje gamtos reiškinių ir elementų – moliuskų kiautų, saulėgrąžų žiedynų ir sultingų augalų, fraktalinių kopūstų ir kankorėžių, žmonių ir ištisų galaktikų struktūroje.

Spiralinė simetrija

Laiko veiksnys kartu su sukimu ir kryptiniu judėjimu sudaro spiralės formą. Meno kūrinių struktūroje esančios spiralės yra susijusios su laiku, o ne su erdve. Daugiausia jų yra raštuose, rečiau – architektūroje.

Archimedo spiralė, spiraliniai laiptai
Archimedo spiralė, spiraliniai laiptai

Tai katedros bokštai ir sraigtiniai laiptai.

Techninės programos

Archimedo spiralė šiuo metu plačiai naudojama inžinerijoje. Vienas iš mokslininko išradimų – sraigtas (trimatės spiralės prototipas) – buvo panaudotas kaip mechanizmas vandeniui perleisti į drėkinimo kanalus iš žemai esančių rezervuarų. Archimedo sraigtas tapo sraigto ("sraigės") prototipu – prietaisu, plačiai naudojamu įvairiose mašinose, skirtose skystoms, birioms ir tešlinėms medžiagoms maišyti. Dažniausia jo rūšis yra įprastos mėsmalės sraigtinis rotorius. Archimedo spiralės technikos taikymo pavyzdys taip pat yra savaime besicentruojantis griebtuvas. Šis mechanizmas naudojamas siuvimo mašinosetolygiai apvyniokite sriegį.

Dabar Archimedo spiralė nusipelno ypatingo dėmesio mokant kompiuterinės grafikos.

Rekomenduojamas: