O que é um ângulo de hélice?

Uma hélice é uma curva de inclinação constante que circula em torno de um eixo central, como uma escada em espiral. O ângulo da hélice é a tangente da curva em comparação com o eixo. As hélices são de natureza comum e em dispositivos mecânicos. O ângulo da hélice determina muitas outras propriedades de uma hélice. Parafusos e parafusos rosqueados exibem um ângulo de hélice que determina quanta mordida ou material novo serão coletados pelo parafuso a cada turno. Mais força é necessária para girar um dispositivo com um ângulo de hélice maior. Da mesma forma, um parafuso com um ângulo de hélice maior será mantido com mais força. Arquimedes, o antigo filósofo grego, é creditado por inventar o transportador de parafuso. Ele usou um grande parafuso de madeira esculpido dentro de um tronco de árvore oca. Ao girar o parafuso, a água pode ser movida para fins de irrigação.

Springs ilustramOutra característica útil das hélices. Além da capacidade de transmitir e vincular materiais, as hélices armazenam energia em seu design geométrico que pode ser usado. A energia de um bastão de Pogo, choques de automóveis ou molas de cama vem da compressão e da subsequente expansão da bobina. O ângulo da hélice, bem como o material da construção, determina a força necessária para comprimir a mola.

Muitos exemplos de hélices são encontrados na biologia. A virada dos tentáculos de uma planta de ervilha segue um ângulo de hélice fixa, embora o diâmetro da curva possa variar. Da mesma forma, conchas conchas e muitas outras conchas exibem um ângulo de hélice fixa. Alguns têm um diâmetro crescente com cada adição de crescimento, enquanto outros têm um diâmetro fixo, criando uma forma longa e de tubo.

Talvez o exemplo mais famoso de hélices da natureza seja a dupla hélice da molécula de ácido nucleico de desoxirribose (DNA). DNA é oBase molecular da genética. O ângulo exclusivo da dupla hélice é tão regular que a estrutura da molécula foi discernida usando técnicas de cristalografia.

Matematicamente, uma hélice é simplesmente o traço de um círculo com uma crescente dimensão Z. As coordenadas cartesianas são dadas por: x = r cos t, y = r sin t, z = c t; onde r é o raio e 2 π c é o passo ou a distância vertical entre os loops. De acordo com o teorema de Lancret, se r/c = uma constante, a curva é uma hélice. Na prática, a matemática do design do parafuso é bastante complicada, pois muitos parâmetros estão envolvidos.