¿Qué es un ángulo de hélice?
Una hélice es una curva de pendiente constante que rodea alrededor de un eje central, muy parecido a una escalera de espiral. El ángulo de la hélice es la tangente de la curva en comparación con el eje. Las hélices son de naturaleza común y en dispositivos mecánicos. El ángulo de la hélice determina muchas otras propiedades de una hélice.
Los ingenieros mecánicos están preocupados por el ángulo de la hélice de muchos de sus diseños. Los tornillos y pernos roscados muestran un ángulo de hélice que determina cuánta mordida o material nuevo se recogerá por el tornillo con cada giro. Se requiere más fuerza para girar un dispositivo con un ángulo de hélice mayor. Del mismo modo, un tornillo con un ángulo de hélice mayor se mantendrá más bien.
Los transportadores de tornillos emplean hélices para transportar muchos materiales granulares o de tipo pasta. Archimedes, el antiguo filósofo griego, se le atribuye la invención del transportador de tornillos. Usó un gran tornillo de madera tallada dentro de un tronco de árbol hueco. Al girar el tornillo, el agua podría moverse cuesta arriba para fines de riego.
los resortes ilustranOtra característica útil de las hélices. Además de la capacidad de transmitir materiales de Mater y unir, las hélices almacenan energía en su diseño geométrico que se puede utilizar. La energía de un palo Pogo, amortiguadores de automóviles o resortes de cama proviene de la compresión y la posterior expansión de la bobina. El ángulo de la hélice, así como el material de construcción, determina la fuerza necesaria para comprimir el resorte.
Muchos ejemplos de hélices se encuentran en biología. El giro de los zarcillos de una planta de guisantes sigue un ángulo de hélice fijo, aunque el diámetro del giro puede variar. Del mismo modo, las conchas marinas y muchas otras conchas exhiben un ángulo de hélice fijo. Algunos tienen un diámetro creciente con cada adición de crecimiento, mientras que otros tienen un diámetro fijo que crea una forma larga de tubo.
Quizás el ejemplo más famoso de hélices en la naturaleza es la doble hélice de la molécula de ácido nucleico de desoxirribosa (ADN). El ADN es elBase molecular de la genética. El ángulo de doble hélice único es tan regular que la estructura de la molécula se discernió mediante técnicas de cristalografía.
Matemáticamente, una hélice es simplemente el rastro de un círculo con una dimensión Z creciente. Las coordenadas cartesianas están dadas por: x = r cos t, y = r sin t, z = c t; donde r es el radio y 2 π c es el tono o la distancia vertical entre los bucles. Según el teorema de Lancret, si R/C = una constante, la curva es una hélice. En la práctica, las matemáticas del diseño de tornillos son bastante complicadas, ya que están involucrados muchos parámetros.