Bir Dakikada Matematik: Zincir Eğrisi

Wembley Stadı’nın üstündeki kemer ters yönde katenar. Image: Rob, CC BY 2.0.

Bir zinciri iki kancadan askıya aldığınızda ve kendi ağırlığının altında doğal olarak asılmasına izin verdiğinizde, oluşan eğriye katenar eğrisi denir.
Herhangi bir asılı zincir, gerginlik kuvvetlerinin (zinciri yukardan tutan kancalardan gelen) ve yerçekiminin aşağı doğru çeken kuvvetinin dengede bulunduğu bu biçimi doğal olarak bulacaktır.

Katenary eğrisini ters çevirdiğinizde güzel bir şey olur. Ters katenar bu durumda bir kemer tarif eder – ve bir kemerin en istikrarlı şekil olduğu ortaya çıkıyor. Asılı zincirde gerginlik kuvvetleri eğrinin çizgisi boyunca hareket eder. Ters katenarda gerginlik kuvveti sıkıştırma kuvveti haline gelir. Ve bu kuvvetler kemer çizgisi boyunca yönlendirildiğinden, kemer bükülmez veya eğilmez. Bir kemer inşa etmek istiyorsanız, kemerin ters yönde bir katenarın şeklini içerdiğinden emin olun. Böylelikle kendi ağırlığı altında özgürce durur ve aynı zamanda en az miktarda malzeme kullanmanız gerekir.

Katenarı matematiksel olarak ilk inceleyen İngiliz mimar Robert Hooke idi ve 1675’de bir anagram (Latin’de) yayınladı: “As hangs the flexible line, so but inverted will stand the rigid arch” (Esnek hattı asdıkça, tersine ters kemer duracak). Wembley Stadyumu’nun üstündeki kemer bir katenarın şekli ve Christopher Wren’in de St. Paul’un kubbesinde kullanmayı planladığı şekil (burada daha fazla bilgi bulabilirsiniz).

Katenarın denklemi

\frac {a (e^{x/a} + e^{- x/a})}{2}

Bu, katenarın genişliğini belirleyen parametre a’nın her bir değeri için bir eğri ailesi ve ayrıca x ekseninin en alt noktasını verir.

a> 0 farklı değerleri için katenarları görmek için şu Geogebra uygulamasını kullanın.

Bir Dakikada Matematik: Zincir Eğrisi” üzerine bir yorum

Yorum bırakın