A hordófelület síkmetszeteiről

Hasonló dokumentumok
Észrevételek a forgásfelületek síkmetszeteivel kapcsolatban. Bevezetés

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Az egyköpenyű forgáshiperboloid síkmetszeteiről

A Cassini - görbékről

Ismét egy érdekes mechanizmusról. Az interneten találkoztunk az [ 1 ] művel, benne az 1. ábrával.

Két körhenger általánosabban ( Alkalmazzuk a vektoralgebrát! ) 1. ábra

A kör és ellipszis csavarmozgása során keletkező felületekről

Szökőkút - feladat. 1. ábra. A fotók forrása:

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

A szabályos sokszögek közelítő szerkesztéséhez

A rektellipszis csavarmozgása során keletkező felületről

Forogj! Az [ 1 ] munkában találtunk egy feladatot, ami beindította a HD - készítési folyamatokat. Eredményei alább olvashatók. 1.

Ellipszis átszelése. 1. ábra

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

Vonatablakon át. A szabadvezeték alakjának leírása. 1. ábra

A főtengelyproblémához

Ellipszis perspektivikus képe 2. rész

A gúla ~ projekthez 2. rész

Egy mozgástani feladat

Egy sajátos ábrázolási feladatról

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

Egy általános helyzetű lekerekített sarkú téglalap paraméteres egyenletrendszere. Az egyenletek felírása

Fiók ferde betolása. A hűtőszekrényünk ajtajának és kihúzott fiókjának érintkezése ihlette az alábbi feladatot. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Egy geometriai szélsőérték - feladat

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

A lengőfűrészelésről

Ismét a fahengeres keresztmetszetű gerenda témájáról. 1. ábra forrása: [ 1 ]

Egy forgáskúp metszéséről. Egy forgáskúpot az 1. ábra szerint helyeztünk el egy ( OXYZ ) derékszögű koordináta - rendszerben.

Egy újabb látószög - feladat

A csavarvonal axonometrikus képéről

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

Egy újabb térmértani feladat. Az [ 1 ] könyvben az interneten találtuk az alábbi érdekes feladatot is 1. ábra.

Csúcsívek rajzolása. Kezdjük egy általános csúcsív rajzolásával! Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

t, u v. u v t A kúpra írt csavarvonalról I. rész

Fa rudak forgatása II.

A konfokális és a nem - konfokális ellipszis - seregekről és ortogonális trajektóriáikról

Ellipszissel kapcsolatos képletekről

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

Egy érdekes statikai - geometriai feladat

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

Végein függesztett rúd egyensúlyi helyzete. Az interneten találtuk az [ 1 ] munkát, benne az alábbi érdekes feladatot 1. ábra. Most erről lesz szó.

Egy szép és jó ábra csodákra képes. Az alábbi 1. ábrát [ 1 ] - ben találtuk; talán már máskor is hivatkoztunk rá.

Egy érdekes nyeregtetőről

Fénypont a falon Feladat

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról

Egy kérdés: merre folyik le az esővíz az úttestről? Ezt a kérdést az után tettük fel magunknak, hogy megláttuk az 1. ábrát.

A felcsapódó kavicsról. Az interneten találtuk az alábbi, a hajítás témakörébe tartozó érdekes feladatot 1. ábra.

Egy gyakorlati szélsőérték - feladat. 1. ábra forrása: [ 1 ]

Aszimmetrikus nyeregtető ~ feladat 2.

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Kosárra dobás I. Egy érdekes feladattal találkoztunk [ 1 ] - ben, ahol ezt szerkesztéssel oldották meg. Most itt számítással oldjuk meg ugyanezt.

A magától becsukódó ajtó működéséről

Egy érdekes statikai feladat. Az interneten találtuk az [ 1 ] művet, benne az alábbi feladattal.

Profilmetsződésekről, avagy tórusz és körhenger áthatásáról

Lengyelné Dr. Szilágyi Szilvia április 7.

Poncelet egy tételéről

Érdekes geometriai számítások 10.

Egy kötélstatikai alapfeladat megoldása másként

Az eltérő hajlású szarufák és a taréjszelemen kapcsolatáról 1. rész. Eltérő keresztmetszet - magasságú szarufák esete

Egy kinematikai feladathoz

A merőleges axonometria néhány régi - új összefüggéséről

Néhány véges trigonometriai összegről. Határozzuk meg az alábbi véges összegek értékét!, ( 1 ) ( 2 )

Érdekes geometriai számítások Téma: A kardáncsukló kinematikai alapegyenletének levezetése gömbháromszögtani alapon

Egy másik érdekes feladat. A feladat

A kettősbelű fatörzs keresztmetszeti rajzolatáról

Egy kinematikai feladat

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Keresztezett pálcák II.

A Kepler - problémáról. Megint az interneten találtunk egy szép animációt 1. ábra, amin elgondolkoztunk: Ezt hogyan oldanánk meg? Most erről lesz szó.

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

w u R. x 2 x w w u 2 u y y l ; x d y r ; x 2 x d d y r ; l 2 r 2 2 x w 2 x d w 2 u 2 d 2 2 u y ; x w u y l ; l r 2 x w 2 x d R d 2 u y ;

Ferde kúp ellipszis metszete

Befordulás sarkon bútorral

Rönk kiemelése a vízből

9. előadás. Térbeli koordinátageometria

Az R forgató mátrix [ 1 ] - beli képleteinek levezetése: I. rész

Kocka perspektivikus ábrázolása. Bevezetés

A tűzfalakkal lezárt nyeregtető feladatához

További adalékok a merőleges axonometriához

Egy variátor - feladat. Az [ 1 ] feladatgyűjteményben találtuk az alábbi feladatot. Most ezt dolgozzuk fel. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Az ötszög keresztmetszetű élszarufa kis elmozdulásainak számításáról

Egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlőtlenségek Megoldások

Rugalmas láncgörbe alapvető összefüggések és tudnivalók I. rész

Egy nyíllövéses feladat

Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

Kecskerágás már megint

20. tétel A kör és a parabola a koordinátasíkon, egyenessel való kölcsönös helyzetük. Másodfokú egyenlőtlenségek.

8. előadás. Kúpszeletek

Kúp és kúp metsződő tengelyekkel

A visszacsapó kilincs működéséről

Kerekes kút 2.: A zuhanó vödör mozgásáról

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

A Lenz - vektorról. Ha jól emlékszem, először [ 1 ] - ben találkoztam a címbeli fogalommal 1. ábra.

10. Koordinátageometria

Kiegészítés a merőleges axonometriához

Átírás:

1 A hordófelület síkmetszeteiről Előző dolgozatunkban melynek címe: Ismét egy érdekes mechanizmusról azon hiányérzetünknek adtunk hangot, hogy a hordószerű test görbe felülete nem kapott nevet. Itt elneveztük hordófelületnek. Most e felület síkmetszeteiről elmélkedünk egy keveset. Először tekintsük az 1. ábrát! 1. ábra forrása: http://www.flashandmath.com/mathlets/multicalc/paramrec/psjun4finr.html Itt egy csonka hordófelületet ábrázoltunk, axonometrikusan. Felületünk egy P pontjának egyenletei: ( 1 / 1 ) ( 1 / 2 ) ( 1 / 3 ) ( 2 ) Itt a másodfokú parabola alakú meridiángörbe egyenlete: ( 3 )

2 ahol: ~ m: a hordó magassága, ~ r: az alap - és fedőlap körének sugara, ~ R: a magasság felében mérhető legnagyobb keresztmetszeti kör sugara. Az 1. ábra az alábbi adatokkal készült: m = 10 ( cm ); r = 1 ( cm ); R = 3 ( cm ). ( A ) Itt az alkalmazott internetes ábrázoló szoftver jelöléseit követve z t, φ s változó - cseréket alkalmaztuk. A hordófelület két jellegzetes metszeti görbéjét már azonosítottuk: ~ a forgástengelyre merőleges metszeti görbe: kör; ~ a meridián - metszet: másodfokú parabola - darab. Az előző dolgozatban leírtuk azon ferde metszetet is, mely a forgástengellyel hegyesszöget zár be 2. ábra. Ez egy ellipszisszerű / névtelen zárt görbe, de nem ellipszis. 2. ábra

3 Itt feltüntettük a hordóval egybeeső tengelyű, R sugarú henger síkmetszetét is, a 3. ábrának megfelelően, ahol α = 45. 3. ábra Most lássuk azt, ami még nem volt! Ez pedig a hordó tengelyével párhuzamos metszősík alkalmazásával előálló síkmetszet esete 4. ábra. 4. ábra

4 Ennek előállítása az 5. ábra szerinti. 5. ábra A hordót elmetsszük az ( 4 / 1 ) ( 4 / 2 ) egyenletű, a z - tengellyel párhuzamos síkkal. A metszeti görbe rajta van a forgásfelületen is és a metszősíkon is, így ( 1 ) és ( 4 ) szerint egy M metszetgörbe - pontra fennáll, hogy ( 5 / 1 ) ( 5 / 2 ) ( 5 / 3 ) Most emeljük négyzetre és adjuk össze az ( 5 / 1 ) és ( 5 / 2 ) egyenleteket! Ekkor: ( 6 ) Majd bevezetve az ( 7 ) egyszerűsítő jelölést, ( 3 ), ( 6 ) és ( 7 ) - tel: ( 9 )

5 Ez a metszeti görbe implicit függvénykapcsolata, egy tetszőleges ( x M, y M ) pontra. Ennek grafikonja az ( A ) adatokkal a 6. ábrán látható. E zárt görbe sem kapott nevet. 6. ábra Most térjünk vissza a 2. ábrán bemutatott ellipszis - szerű ferde metszeti síkidom egyenle - teihez! Itt most egy kissé más úton járunk, mint az előző dolgozatban. Ehhez tekintsük a 7. ábrát is! 7. ábra

6 Az α hajlású sík és a hordófelület metszetgörbéjének egyenletrendszere a forgásfelület ( 1 ) és a metszősík ( 10 ) egyenletével: A meridiángörbe ρ sugár - kifejezése ( 3 ), ( 7 ) és ( 11 ) - gyel: ( 11 / 1 ) ( 11 / 2 ) ( 11 / 3 ) innen: ( 12 ) a másodfokú egyenlet megoldó képletével, a < 0 miatt: mivel ρ > 0, ezért: ( 13 ) most ( 7 ) - ből: ( 14 ) így ( 13 ) és ( 14 ) szerint: ( 15 ) A metszeti görbe paraméteres egyenletrendszere ( 11 ) szerint: ( 16 / 1 ) ( 16 / 2 )

7 ( 16 / 3 ) Az egyszerűsítéseket direkt nem végeztük el, az áttekinthetőség fokozása végett. A síkmetszeti síkgörbe egyenleteihez bevezetjük a 7. ábra szerinti η M változót, az ( 17 ) összefüggéssel. A metszeti síkgörbe ( x M, η M ) pontjait leíró paraméteres egyenletrendszer ekkor ( 16 / 1 ), ( 16 / 2 ) és ( 17 ) - tel: ( 18 / 1 ) ( 18 / 2 ) Most ábrázoljuk a ( 18 ) - cal megadott metszeti görbét, az ( A ) adatokkal ld.: 8. ábra! A 8. ábra görbéje ugyanolyan, mint a 2. ábra türkiz színű görbéje. 8. ábra

8 Megjegyzések: M1. Az 5. ábrán szereplő φ 0 szögre az ábra alapján írható, hogy ( 19 ) M2. Az 5. ábráról leolvasható, hogy a metszeti görbe két részből áll, ha ( 20 ) Itt elegendő a ( 4 / 2 ) szerinti tartományra szorítkozni, hiszen forgástestről van szó, amely nagyfokú szimmetriával bír. A 9. ábra a ( 20 ) szerinti esetet mutatja be. 9. ábra Itt belülről kifelé haladva az x 0 = r ; r / 2 ; 0 eseteket ábrázoltuk, ( 9 ) és ( A ) - val. M3. Eddig az állónak képzelt hordó ferde síkmetszetének ( 10 ) szerinti esetével foglal - koztunk. Ha az általánosabb ( 21 )

9 alakú metszősík esetét vesszük, akkor z 1 és α értékétől függően a metszősík a hordó alap -, illetve fedőlapját is eltalálhatja. Ekkor a metszeti görbe az egyik végén nyitott marad. Ennek átgondolását most már rábízzuk az érdeklődő Olvasóra. M4. A ( 9 ) képlet szerint a hordófelület tengelyével párhuzamos síkmetszetek negyed - rendű görbék. Ez itt könnyen leolvasható. Nem ez a helyzet a ferde síkmetszetek esetében, már ami a rendszám megállapítását illeti. Ehhez a ( 11 / 1 ), ( 11 / 2 ), ( 17 ) egyenletekből: ( * ) ( ** ) Most ( * ) és (** ) négyzetre emelésével és összeadásával: ( *** ) majd ( 3 ), ( 7 ), ( 9 ) és ( *** ) - gal: ( 22 ) eszerint a ferde metszetgörbe is negyedrendű. Erről leolvasható, hogy a = 0 esetén ( 22 ) az ellipszis másodrendű görbéjébe megy át. M5. Külön kiemeljük a Graph ingyenes szoftver implicit megadású egyenleteket ábrázoló funkciójának hasznosságát, amely itt is hihetetlenül megkönnyítette a munkát. M6. Ebben a dolgozatunkban végiggondoltuk, hogy milyen alakú vágáslap maradna visz - sza, ha a részeg hordókészítő egy láncfűrésszel dolgozná meg a parabola dongájú hordóját. Most már tudjuk, hogy kör, parabola és két nevenincs zárt, kettéváló, illetve nyitott görbe adódna eme tevékenység eredményeként, a vágáslap helyzetének függvényében. ( Az előző életkép festése során feltettük, hogy a láncfűrésznek az abroncsok átvágása sem okozna gondot. ) M7. Némiképpen meglepő, hogy ilyen vizsgálattal még sehol sem találkoztunk. Pedig eredményeinknek akár még gyakorlati jelentősége is lehet. A múltkor az interneten megtaláltuk magunkat, a hordókra vonatkozó elméleti vizsgálata - ink szakmai matematikai forrásként való feltüntetésével. Most már jelen írásunk is beke -

10 rülhet ezek közé. Ezekről beszélünk: https://uni-eszterhazy.hu/public/uploads/2c-szolo-bor-oraterv-21-22_56e67be236a1f.pdf https://uni-eszterhazy.hu/public/uploads/2a-szolo-bor-tanegys_56e675c610ef9.pdf Sződliget, 2017. 07. 30. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár