Nota: Para outros significados, veja Espiral (desambiguação).
Na matemática, espiral é uma curva plana que gira em torno de um ponto central (chamado polo), dele se afastando ou se aproximando segundo uma determinada lei.[1] Quando se volta para a direita é chamada de dextrogira e para a esquerda de sinistrogira ou levogira.
Espirais bidimensionais
editarUma espiral bidimensional pode ser descrita usando coordenadas polares dizendo que o raio r é uma função contínua e monotônica do ângulo. O círculo seria considerado como um caso degenerativo (a função não é estritamente monotônica, mas sim constante).
Algumas das espirais bidimensionais mais importantes são:
- A espiral arquimediana: r = a + bθ
- A espiral de Cornu ou clotoide
- A espiral de Fermat: r = θ1/2
- A espiral hiperbólica: r = a/θ
- A espiral de lítuo: r = 1/θ1/2
- A espiral logarítmica: r = abθ; aproximações dessa são encontradas na natureza
- A espiral de Fibonacci ou espiral de ouro: espiral logarítmica que segue a Série Fibonacci em sua formação.
Espirais tridimensionais
editarSe nas bidimensionais, r é uma função contínua monotônica de θ.
Para as espirais 3D simples, a terceira variável, h (altura), também é uma função contínua, monotônica, de θ.
Por exemplo, uma hélice cônica pode ser definida como uma espiral em uma superfície cônica, com a distância ao apex uma função exponencial de θ.
Para espirais 3D compostas, tais como a espiral esférica descrita abaixo, h aumenta com θ de um lado de um ponto, e diminui com θ do outro lado.
A hélice e o vórtice podem ser vistos como tipos de espirais tridimensionais.
Para uma hélice com espessura, veja Spring.
Espiral esférica
editarUma espiral esférica é a curva na esfera traçada por um navio viajando de um pólo ao outro enquanto mantém um ângulo fixo, mas não reto, em relação aos meridianos de longitude, isto é, mantendo a mesma inclinação de deslocamento. A curva tem um número infinito de revoluções orbitais, com a distância entre elas diminuindo com as aproximação da curva a qualquer um dos polos. Em navegação esta linha chama-se loxodromia.
Espirais policêntricas
editarAs espirais policêntricas são curvas que se parecem com espirais, mas que não possuem um ponto central. São tidas como falsas espirais.
Publicações relacionadas
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- Cook, T., 1979. The curves of life. Dover, New York.
- Habib, Z., Sakai, M., 2005. Spiral transition curves and their applications. Scientiae Mathematicae Japonicae 61 (2), 195 – 206.
- Dimulyo, S., Habib, Z., Sakai, M., 2009. Fair cubic transition between two circles with one circle inside or tangent to the other. Numerical Algorithms 51, 461–476 [1].
- Harary, G., Tal, A., 2011. The natural 3D spiral. Computer Graphics Forum 30 (2), 237 – 246 [2].
- Xu, L., Mould, D., 2009. Magnetic curves: curvature-controlled aesthetic curves using magnetic fields. In: Deussen, O., Hall, P. (Eds.), Computational Aesthetics in Graphics, Visualization, and Imaging. The Eurographics Association [3].
- Wang, Y., Zhao, B., Zhang, L., Xu, J., Wang, K., Wang, S., 2004. Designing fair curves using monotone curvature pieces. Computer Aided Geometric Design 21 (5), 515–527 [4].
- A. Kurnosenko. Applying inversion to construct planar, rational spirals that satisfy two-point G2 Hermite data. Computer Aided Geometric Design, 27(3), 262-280, 2010 [5].
- A. Kurnosenko. Two-point G2 Hermite interpolation with spirals by inversion of hyperbola. Computer Aided Geometric Design, 27(6), 474-481, 2010.
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Ver também
editar- Espiral de dois centros
- Espiral de três centros
- Espiral de quatro centros
- Lista de construções do desenho geométrico
Referências
- ↑ Dicionário Eletrônico Houaiss de Língua Portuguesa 3.0. [S.l.]: Objetiva Ltda. 2009.
