Hva er en helixvinkel?
En helix er en kurve med konstant skråning som sirkler rundt en sentral akse, omtrent som en spiraltrapp. Helixvinkelen er tangenten til kurven sammenlignet med aksen. Helikopter er vanlige i naturen og i mekaniske enheter. Helixvinkelen bestemmer mange andre egenskaper for en helix.
Mekanikere er opptatt av helixvinkelen til mange av designene deres. Gjengede skruer og bolter viser en helixvinkel som bestemmer hvor mye bite eller nytt materiale som skal samles inn av skruen med hver sving. Mer kraft er nødvendig for å vri en enhet med større helixvinkel. På samme måte vil en skrue med større helixvinkel holde tettere.
Skruetransportører bruker helikopter for å transportere mange kornformede eller limtypematerialer. Archimedes, den eldgamle greske filosofen, blir kreditert med å oppfinne skruetransportøren. Han brukte en stor utskåret treskrue inne i en uthulet trestamme. Ved å vri skruen, kan vann flyttes oppover for vanningsformål.
Fjærer illustrerer en annen nyttig egenskap ved helikser. I tillegg til evnen til å formidle mater og binde materialer, lagrer helikser energi i sin geometriske utforming som kan brukes. Energien til en pogo-pinne, bilstøt eller sengefjærer kommer fra komprimering og påfølgende utvidelse av spolen. Spiralvinkelen, så vel som konstruksjonsmaterialet, bestemmer kraften som er nødvendig for å komprimere fjæren.
Mange eksempler på helikser finnes i biologien. Svingen på en erteplante kvistene følger en fast helixvinkel, selv om diameteren på svingen kan variere. På samme måte viser conch-skjell og mange andre skjell en fast helixvinkel. Noen har en økende diameter med hvert veksttilskudd, mens andre har en fast diameter som skaper en lang rørform.
Det kanskje mest kjente eksemplet på helikser i naturen er dobbelt helix av DNA-molekylet deoxyribose. DNA er det molekylære grunnlaget for genetikk. Den unike doble helixvinkelen er så regelmessig at molekylets struktur ble sett på ved hjelp av krystallografiteknikker.
Matematisk er en helix ganske enkelt spor av en sirkel med en økende z-dimensjon. De kartesiske koordinatene er gitt av: x = r cos t, y = r sin t, z = ct; hvor r er radien og 2 π c er stigningen eller vertikal avstand mellom løkkene. I følge Lancretes teorem, hvis r / c = en konstant, er kurven en helix. I praksis er matematikken til skruedesign ganske komplisert, ettersom mange parametre er involvert.