הספירלה של ארכימדס וביטוייה בעולם שסביבנו

הספירלה של ארכימדס וביטוייה בעולם שסביבנו
הספירלה של ארכימדס וביטוייה בעולם שסביבנו
Anonim

ספירלה, למרות פשטות התמונה, היא סמל מורכב ומשמעותי. אפילו אנשים עתיקים השתמשו בו כסמל דקורטיבי, דפוס שמיושם בקלות על עץ, אבנים וחמר. צורת הספירלה משלבת סימטריה ויחס הזהב, כאשר היא נתפסת חזותית, היא מעוררת תחושה של הרמוניה ויופי. הספירלה, הקשורה לסמליות של המרכז, היא מזמן תחילתן של התחלות, משם מתחילה האבולוציה, ההתפתחות, תנועת החיים. בשלב מסוים, ארכימדס הפנה את תשומת הלב לצורתו. מדען יווני עתיק מסירקיוז חקר את צורתה של קליפה מעוותת ספירלית והסיק את משוואת הספירלה. הסליל שצויר על ידו לפי משוואה זו נקרא על שמו - הספירלה של ארכימדס.

ספירלת ארכימדס
ספירלת ארכימדס

סליל של ארכימדס

עקומה המתוארת על ידי נקודה הנעה במהירות קבועה לאורך קרן המסתובבת במהירות זוויתית קבועה סביב מוצאה נקראת "ספירלת ארכימדס". בנייתו מתבצעת באופן הבא: הצעד שלו נקבע - א, מעגל נמשך ממרכז O ברדיוס השווה למדרגת הספירלה, המדרגה והמעגל מחולקים למספר חלקים שווים, תוך מספור נקודות החלוקה

בניית ספירלה של ארכימדס
בניית ספירלה של ארכימדס

ארכימדסבחיבורו "על הספירלה" הוא חקר את תכונות הצורה הזו, תוך שימוש בקואורדינטות קוטביות, הוא רשם את התכונה האופיינית לנקודות שלה, נתן בניית משיק לספירלה וקבע את שטחה. מציג את הספירלה של נוסחת ארכימדס r=atheta. המדען ידע שהעלייה בגובה הסליל היא תמיד אחידה.

Symbolism

המגוון יוצא הדופן של משמעויות של סמל הספירלה בולט. זה נתפס כמהלך ורצף הזמן (מקצבים מחזוריים, שינוי שלבי השמש והירח, מהלך ההיסטוריה, חיי אדם). הספירלה נחשבת לסימן להתפתחות, חיוניות שניתנת לנו מהטבע. זהו רצון לרמות חדשות, למרכז שלך, לחוכמה. הספירלה מזוהה לעתים קרובות עם הנחש, אשר, בתורו, מגלם את חוכמת האבות. הרי ידוע שנחשים אוהבים להתכרבל ולהיראות כמו ספירלות.

ספירלת ארכימדס. גלקסיות ספירליות
ספירלת ארכימדס. גלקסיות ספירליות

בטבע, הספירלה מתבטאת בשלוש צורות עיקריות: קפואה (שריון של שבלול), מתרחבת (תמונות של גלקסיות ספירליות) או מתכווצות (בדומה למערבולת). צורות ספירליות מוצגות ממעמקים אבולוציוניים (מולקולות DNA) ועד לחוקי הדיאלקטיקה.

הספירלה קרובה למעגל - הצורה האידיאלית ביותר מכל מה שהטבע יצר. אכן, יסודות וטבעיים בצורת ספירלה נפוצים מאוד בטבע. אלו הן ערפיליות ספירליות, גלקסיות, מערבולות, סופות טורנדו, טורנדו, מכשירי צמחים. אפילו עכבישים מסובבים את קוריהם בספירלה, מסובבים את החוטים בספירלה סביב המרכז. הטבע אוהב חזרות, היצירות שלה משתמשות באותה צורהאותם עקרונות.

ספירלת ארכימדס ורצף פיבונאצ'י

ספירלת ארכימדס ורצף פיבונאצ'י
ספירלת ארכימדס ורצף פיבונאצ'י

לספירלה של ארכימדס יש קשר הדוק עם רצף פיבונאצ'י. חוק זה של המתמטיקה מתאר את העיקרון של ספירלת ארכימדס וחתך הזהב. ניתן לראות את הקשר ההדוק ביניהם בתופעות ובמרכיבי טבע רבים - במבנה של קונכיות של רכיכות, תפרחת חמניות וצמחים בשרניים, כרוב פרקטל ואצטרובלים, בני אדם וגלקסיות שלמות.

סימטריה ספירלית

גורם הזמן, בשילוב עם סיבוב ותנועה כיוונית, יוצר צורה של ספירלה. הספירלות הקיימות במבנה של יצירות אמנות קשורות לזמן, לא למרחב. הם נוכחים בעיקר בדפוסים, לעתים רחוקות יותר בארכיטקטורה.

ספירלת ארכימדס, גרם מדרגות לולייניות
ספירלת ארכימדס, גרם מדרגות לולייניות

אלה הם צריחי קתדרלה וגרמי מדרגות לולייניות.

יישומים טכניים

הספירלה של ארכימדס נמצאת כיום בשימוש נרחב בהנדסה. אחת ההמצאות של המדען - בורג (אב טיפוס של ספירלה תלת מימדית) - שימשה כמנגנון להעברת מים לתעלות השקיה ממאגרים נמוכים. בורג ארכימדס הפך לאב-טיפוס של הבורג ("שבלול") - מכשיר בשימוש נרחב במכונות שונות לערבוב חומרים נוזליים, בתפזורת וחומרי בצק. המגוון הנפוץ ביותר שלו הוא רוטור הברגים במטחנת בשר קונבנציונלית. דוגמה ליישום בטכניקה של הספירלה הארכימדית היא גם צ'אק המרכז את עצמו. מנגנון זה משמש במכונות תפירה עבורליפוף חוט באופן שווה.

כעת ספירלת ארכימדס ראויה לתשומת לב מיוחדת כאשר מלמדים גרפיקה ממוחשבת.

מוּמלָץ: