0 Daumen
613 Aufrufe

Wenn ich eine Helix in 2D habe und mir der Radius und der Höhenunterschied bekannt ist, wie kann ich dann die Länge (also gesamtlänge der Linie der Helix) berechnen?
Vielen Dank im Voraus!

frg.png

Avatar von

2 Antworten

0 Daumen
 
Beste Antwort

Du kannst die Helixkurve parametrisieren mittels

\(\begin{aligned} \gamma:[0,1] \rightarrow \mathbb{R}, \quad \gamma(t)=(r \cos (2 \pi t), r \sin (2 \pi t), h t)\end{aligned} \)

Die Länge lässt sich nun berechnen durch

\(\begin{aligned}\int \limits_{0}^{1}\left\|g^{\prime}(t)\right\|_{2} d t=\int \limits_{0}^{1} \sqrt{4 \pi^{2} r^{2}+h^{2}} d t=\sqrt{4 \pi^{2} r^{2}+h^{2}} .\end{aligned}\)

\( h \) bezeichnet hier die schon vorgegebene Höhendifferenz. Jetzt muss das Resultat nur noch mit der Anzahl an ganzen Umdrehungen multiplizieren.

Avatar von 4,8 k

Vielen Dank für die schnelle Antwort!
Liefert mir dieses Resultat lediglich die Länge in 2D? (meine gesuchte Länge)

0 Daumen

Eine zweidimensionale Helix kenne ich nicht.

Dreidimensional kannst du sie dir abgerollt vorstellen.

Dann erhältst du sie als Diagonale eines Rechtecks mit den Seiten n•∆h und n•2πr. Ihre Länge L berechnest du dann mit Pythagoras.

L=n•√( (∆h)²+(2πr)² )

:-)

Avatar von 47 k

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community