[go: up one dir, main page]

Hopp til innhold

Bruker:Phidus/sandkasse-11

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
  • SNL, Impuls og kraftstøt eller kraftimpuls benyttet her fra NTNU. Stored. in 2024
  • SNL, Impuls
  • Forandring i hastighet til partikkel m/masse m utsatt for kraftstøt J:
Scala pitagorica fra Temperamento (musica).
Scala chromatica fra Temperamento (musica).

Klotoider

[rediger | rediger kilde]
En klotoide består av to grener som hver er uendelig lang og vikler seg asymptotisk om et punkt.

Klotoide er en matematisk kurve der krummingen øker lineært med lengden. Navnet kommer fra det greske ordet κλώθω som betyr å spinne da den minner om garn som vikles av en rull. Likså vanlig er det å kalle den en Cornu-spiral etter den franske naturviter Marie Alfred Cornu (1878) som benyttet den til å beregne verdier av Fresnel-integralene som opptrer ved diffraksjon av lys (1818).

Men den kunne også vært oppkalt etter den sveitsiske matematiker Leonhard Euler som studerte den omtrent hundre år tidligere i sammenheng med bøyning av et stivt, elastisk bånd. Han fant da at det ville bevege seg langs en Euler-spiral som er en del av en klotoide.

Overgangskurve

[rediger | rediger kilde]
I denne berg- og dalbanen ser man at det er brukt klotoider.

Når en planlegger en trasé for veg eller jernbane blir traseen i horisontalplanet bygget opp av rette linjer og sirkelbuer. Hvis kjøretøyer med høy hastighet skal bruke traseen, må det settes inn overgangskurver mellom sirkel og rettlinje. En klotoide brukt mellom to sirkler med ulik radius kalles eggkurve.

Klotoiden egner seg godt til overgangskurve, ettersom sentripetalakselerasjonen som kjøretøyet utsettes for vil endres lineært i en klotodide. En enklere måte å se det på er at man beveger rattet med jevn hastighet når man kjører bil langs en klotoide. Bruken har også en estetisk begrunnelse ettersom traseer der klotoider er brukt som regel vil passe bedre inn i naturlig terreng.

Klotoider er vanskelig å beregne for hånd, og vegingeniørene brukte derfor tidligere spesielle klotoidelinjaler for å kunne tegne traseer. Nå gjøres beregningene av programmer for vegplanlegging.

Når man bygger berg- og dalbaner med looper, blir det brukt klotoider inn og ut av loopen, så passasjerene ikke blir utsatt for farlig høy akselerasjon.

Denne kurven ble først oppdaget av Leonhard Euler, og blir av og til kalt Eulers spiral. Flere jernbaneingeniører gjenoppdaget på 1800-tallet kurven uten å kjenne til Eulers arbeid.

Matematiske egenskaper

[rediger | rediger kilde]

Det kan matematisk uttrykkes slik:

der er krummingsradiusen, er lengde på buen, og er en konstant, klotoideparameteren.

På parameterform blir likningen:

der er lengden av kurven fra til .

Dette integralet er det samme som Fresnelintegralene i optikken.

Mer om klotoider

[rediger | rediger kilde]

Utvid eksisterende artikkel klotoide med enkel definisjon som i en:Fresnel integral, subsection Euler spiral

Kilder klotoide og Euler-spiral

[rediger | rediger kilde]
[rediger | rediger kilde]

Evolute og involute

[rediger | rediger kilde]

Se de:Hundekurve for andre hundekurver. Bruk figurer på en:Tractrix som også illustrerer evolute. With an appropriate starting point, the involute of the evolute of a curve is the curve itself as explained in en:evolute

Leibniz i 1687 også spurte i 1687 langs hvilken kurve en partikkel faller når den har konstant, vertikal hastighet. Svaret viser seg å være semicubical parabola som vist at Jakob Bernoulli i 1690. Dette markerer begynnelsen på moderne integralregning. Se detaljer i Google bok til Bos.

Evolute er en matematisk kurve.... Bruk figurer på en:Tractrix som også illustrerer evolute. Kjedelinjen er evolute til traktrise, det vil si traktrisen er involuten til kjedelinjen. Involute = evolvent og evolute godt forklart på engelsk en:involute. Bruk tilsvarende figurer Media:Evolute2.gif and Media:Involute.gif

Link også opp med Hyperbolsk geometri som må utvides. Men må først gjenopprette flate og skrive den like fyldig som kurve.

Litteratur

[rediger | rediger kilde]

Eksterne lenker

[rediger | rediger kilde]

___________________________________________________________________________

H. Goldstine: A history of the calculus of variations from the 17th through the 19th century, Springer, New York (1980). ISBN 1-4613-8106-8.

C. Lanczos: 'The Variational Principles of Mechanics', University of Toronto Press (1962)

Aristoteles: "Natura nihil frustra facit" (naturen gjør ikke noe unødvendig) _______________________________________________ Nyttige nettsteder: