Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

person.vsb.cz
from person.vsb.cz More from this publisher
31.01.2015 Views

Křivky. Evolventy, evoluty 8. KŘIVKY. EVOLVENTY, EVOLUTY Cíl Po prostudování tohoto odstavce budete znát technické křivky pouţívané v technické praxi definovat a tvořit technické křivky Výklad V technické praxi se vyskytují křivky, které jsou náplní této kapitoly. Ve stavebnictví se vyuţívají křivky rovnoběţné – ekvidistanty, ve strojírenství jsou vyuţívány kinematické křivky – kotálnice apod. 8.1 Křivky rovnoběţné Dvojice křivek k a k, které mají společné hlavní normály n se nazývají párem rovnoběţných křivek (Bertrandovy křivky). Pozn.: V grafických systémech jsou pouţívány převáţně rovinné a uţívá se názvu ekvidistantní křivky. Pro rovnoběţné křivky platí základní věta: Je-li p(s) jedna křivka páru, potom druhá má rovnici p (s ) = p(s) + an(s). (a = konstanta) (8.1) Důkaz. Jestliţe křivky p(s) a p (s) tvoří Bertrandův pár, potom podle definice musí vektor p - p leţet na hlavní normále v příslušném bodu křivky p(s). Existuje tedy taková funkce a(s), ţe je p - p = a(s )n, tj. p = p + a(s )n. (8.2) Derivováním dle s a pouţitím Frenetových vzorců získáme dp ds (1 1 2 a k) t a n a kb 76

Křivky. Evolventy, evoluty Zde je třeba si uvědomit, ţe oblouky křivek k a k odpovídající stejnému parametru s nemusí . dp být stejné. Tečný vektor p však musí být (dle předpokladu) kolmý na n, musí tedy (po ds vynásobení výrazu d p ds p n ds a n n 0 Integrací dostaneme a = konstanta. Cbd. Tímto můţeme taktéţ vyslovit větu: Křivky Bertrandova typu vytínají na společných hlavních Obr. 8.1 Obr. 8.2 normálách úsečky stejné délky a. Na obr. 8.1 jsou znázorněny dvě křivky k a k , které mají společnou normálu n. Označíme úhel tečny t křivky k s jednotkovým tečným vektorem t křivky k v bodě se společnou normálou n= n znakem . Vektor t lze vyjádřit t = t cos + b sin . (8.3) Derivací tohoto výrazu získáme: dt ds 1 ds 1 2 d cos d kn n ( k cos k sin ) t b ds ds ds ds (Všechny veličiny křivky k jsou označeny pruhem.) Předpokladem rovnoběţnosti křivek je shoda hlavních normál n a n , musí být = konstantní. Vektory t a d p jsou shodně orientovány, ds dp 1 2 a tedy z ( 1- a k ) t a kb a (8.3) plyne ds sin ds 77

Křivky. Evolventy, evoluty<br />

8. KŘIVKY. EVOLVENTY, EVOLUTY<br />

Cíl Po prostudování tohoto odstavce budete znát<br />

technické křivky pouţívané v technické praxi<br />

definovat a tvořit technické křivky<br />

Výklad<br />

V technické praxi se vyskytují křivky, které jsou náplní této kapitoly. Ve stavebnictví se<br />

vyuţívají křivky rovnoběţné – ekvidistanty, ve strojírenství jsou vyuţívány kinematické<br />

křivky – kotálnice apod.<br />

8.1 Křivky rovnoběţné<br />

Dvojice křivek k a k, které mají společné hlavní normály n se nazývají párem rovnoběţných<br />

křivek (Bertrandovy křivky).<br />

Pozn.: V grafických systémech jsou pouţívány převáţně rovinné a uţívá se názvu<br />

ekvidistantní křivky.<br />

Pro rovnoběţné křivky platí základní věta:<br />

Je-li p(s) jedna křivka páru, potom druhá má rovnici<br />

p (s ) = p(s) + an(s). (a = konstanta) (8.1)<br />

Důkaz.<br />

Jestliţe křivky p(s) a p (s) tvoří Bertrandův pár, potom podle definice musí vektor p - p leţet<br />

na hlavní normále v příslušném bodu křivky p(s). Existuje tedy taková funkce a(s), ţe je<br />

p - p = a(s )n, tj. p = p + a(s )n. (8.2)<br />

Derivováním dle s a pouţitím Frenetových vzorců získáme<br />

dp<br />

ds<br />

(1<br />

1 2<br />

a k)<br />

t a n a kb<br />

76

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!