Hvad er en helixvinkel?
En helix er en kurve med konstant hældning, der cirkler omkring en central akse, ligesom en vindeltrappe. Helixvinklen er kurvens tangens sammenlignet med aksen. Helikopter er almindelige og i mekaniske enheder. Helixvinklen bestemmer mange andre egenskaber ved en helix.
Mekanikingeniører er bekymrede for helixvinklen i mange af deres design. Gevindskruer og -bolte viser en helixvinkel, der bestemmer, hvor meget bid eller nyt materiale der skal samles ind ved skruen ved hver drejning. Mere kraft kræves for at dreje en enhed med en større helixvinkel. Ligeledes vil en skrue med en større helixvinkel holde mere tæt.
Skruetransportører anvender helixer til at transportere mange granulære eller pastaformede materialer. Archimedes, den antikke græske filosof, krediteres for at opfinde skruetransportøren. Han brugte en stor udskåret træskrue inde i en udhulet træstamme. Ved at dreje skruen kunne vand flyttes op ad bakke til kunstvandingsformål.
Fjedre illustrerer et andet nyttigt træk ved helixer. Ud over evnen til at transportere mater og binde materialer, lagrer helikser energi i deres geometriske design, der kan bruges. Energien fra en pogo-pind, bilstød eller sengefjedre kommer fra kompression og efterfølgende ekspansion af spolen. Helixvinklen såvel som konstruktionsmaterialet bestemmer den nødvendige kraft for at komprimere fjederen.
Mange eksempler på helix findes i biologien. Ærgenes øreplantes svirrer følger en fast helixvinkel, skønt diameteren af svingen kan variere. Ligeledes udviser conch-muslingeskaller og mange andre skaller en fast helixvinkel. Nogle har en stigende diameter med hver væksttilsætning, mens andre har en fast diameter, hvilket skaber en lang rørform.
Det måske mest berømte eksempel på helikser i naturen er dobbelt helix af DNA-molekylet deoxyribose. DNA er det molekylære grundlag for genetik. Den unikke dobbelte helixvinkel er så regelmæssig, at molekylets struktur blev fundet ved hjælp af krystallografiteknikker.
Matematisk er en helix simpelthen sporet af en cirkel med en stigende z-dimension. De kartesiske koordinater er givet ved: x = r cos t, y = r sin t, z = ct; hvor r er radius, og 2 π c er tonelejen eller lodret afstand mellem sløjfer. I henhold til Lancretes sætning er kurven en helix, hvis r / c = en konstant. I praksis er matematik for skruedesign ret kompliceret, da mange parametre er involveret.