La spirale di Archimede e le sue manifestazioni nel mondo che ci circonda

La spirale di Archimede e le sue manifestazioni nel mondo che ci circonda
La spirale di Archimede e le sue manifestazioni nel mondo che ci circonda
Anonim

La spirale, nonostante la semplicità dell'immagine, è un simbolo complesso e significativo. Anche gli antichi lo usavano come simbolo decorativo, un motivo che si applica facilmente a legno, pietre e argilla. La forma della spirale combina simmetria e sezione aurea; quando percepita visivamente, evoca una sensazione di armonia e bellezza. La spirale, associata al simbolismo del centro, è stata a lungo l'inizio degli inizi, da dove parte l'evoluzione, lo sviluppo, il movimento della vita. Un tempo Archimede attirò l'attenzione sulla sua forma. Un antico scienziato greco di Siracusa studiò la forma di un guscio attorcigliato a spirale e dedusse l'equazione della spirale. La bobina disegnata da lui secondo questa equazione prende il nome da lui: la spirale di Archimede.

Spirale di Archimede
Spirale di Archimede

Bobina di Archimede

Una curva descritta da un punto che si muove a velocità costante lungo un raggio che ruota a velocità angolare costante attorno alla sua origine è chiamata "spirale di Archimede". La sua costruzione viene eseguita come segue: il suo passo è impostato - a, dal centro O viene tracciato un cerchio di raggio uguale al passo della spirale, il passo e il cerchio sono divisi in più parti uguali, numerando i punti di divisione.

Costruzione a spirale di Archimede
Costruzione a spirale di Archimede

Archimedenel suo trattato "Sulla spirale" studiò le proprietà di questa forma, utilizzando le coordinate polari, annotò la proprietà caratteristica dei suoi punti, diede la costruzione di una tangente alla spirale e ne determinò l'area. Visualizza la spirale della formula di Archimede r=atheta. Lo scienziato sapeva che l'aumento del passo dell'elica è sempre uniforme.

Simbolo

La straordinaria varietà di significati del simbolo della spirale è sorprendente. È percepito come corso e scorrere del tempo (ritmi ciclici, cambiamento delle fasi solari e lunari, corso della storia, vita umana). La spirale è considerata un segno di sviluppo, di vitalità donataci dalla natura. Questo è il desiderio di nuovi livelli, per il tuo centro, la saggezza. La spirale è spesso associata al serpente, che a sua volta personifica la saggezza degli antenati. Dopotutto, è risaputo che i serpenti amano rannicchiarsi e assomigliare a spirali.

Spirale di Archimede. galassie a spirale
Spirale di Archimede. galassie a spirale

In natura, la spirale si manifesta in tre forme principali: congelata (guscio di lumaca), in espansione (immagini di galassie a spirale) o contraente (simile a un vortice). Le forme a spirale sono presentate dalle profondità evolutive (molecole di DNA) alle leggi della dialettica.

La spirale è vicina a un cerchio - la forma più ideale di tutto ciò che la natura ha creato. In effetti, gli elementi elementari e naturali a forma di spirale sono molto comuni in natura. Si tratta di nebulose a spirale, galassie, vortici, tornado, tornado, dispositivi vegetali. Anche i ragni tessono le loro tele a spirale, attorcigliando i fili a spirale attorno al centro. La natura ama la ripetizione, le sue creazioni usano lo stessostessi principi.

Spirale di Archimede e sequenza di Fibonacci

Spirale di Archimede e sequenza di Fibonacci
Spirale di Archimede e sequenza di Fibonacci

La spirale di Archimede ha una stretta relazione con la sequenza di Fibonacci. Questa legge della matematica descrive il principio della spirale di Archimede e la sezione aurea. La loro stretta relazione può essere osservata in molti fenomeni ed elementi della natura: nella struttura dei gusci di molluschi, infiorescenze di girasole e piante succulente, cavoli frattali e pigne, esseri umani e intere galassie.

Simmetria a spirale

Il fattore tempo, combinato con la rotazione e il movimento direzionale, forma la forma di una spirale. Le spirali presenti nella struttura delle opere d'arte sono legate al tempo, non allo spazio. Sono presenti principalmente nei modelli, meno spesso nell'architettura.

Spirale di Archimede, una scala a chiocciola
Spirale di Archimede, una scala a chiocciola

Queste sono le guglie della cattedrale e le scale a chiocciola.

Applicazioni tecniche

La spirale di Archimede è attualmente ampiamente utilizzata in ingegneria. Una delle invenzioni dello scienziato - una vite (un prototipo di una spirale tridimensionale) - è stata utilizzata come meccanismo per trasferire l'acqua ai canali di irrigazione da bacini bassi. La vite di Archimede divenne il prototipo della vite ("chiocciola"), un dispositivo ampiamente utilizzato in varie macchine per la miscelazione di materiali liquidi, sfusi e pastosi. La sua varietà più comune è il rotore a vite in un tritacarne convenzionale. Un esempio di applicazione nella tecnica della spirale di Archimede è anche un mandrino autocentrante. Questo meccanismo è utilizzato nelle macchine da cucire peravvolgere il filo in modo uniforme.

Ora la spirale di Archimede merita un'attenzione speciale quando si insegna la computer grafica.

Consigliato: