Torsiunea unei curbe
From Wikipedia, the free encyclopedia
From Wikipedia, the free encyclopedia
În geometria diferențială a curbelor tridimensionale, torsiunea a unei curbe măsoară cât de strâns se curbează ea în afara planului osculator. Luate împreună, curbura și torsiunea unei curbe în spațiu sunt analoge cu curbura unei curbe plane. De exemplu, aceștia sunt coeficienți în sistemele de ecuații diferențiale care fac obiectul formulelor Frenet–Serret.
Fie r o curbă în spațiu parametrizată prin lungimea arcului(d) s și cu versorul T. Dacă curbura κ sau r într-un anumit punct nu este zero, atunci versorul normal principal și versorul binormal în acel punct (v. formulele Frenet–Serret) sunt versorii
respectiv, unde primul este derivata versorului în raport cu parametrul s. Torsiunea τ măsoară viteza de rotație a versorului binormal în punctul dat. Se calculează din ecuația
care înseamnă
Cum , asta este echivalent cu .
Notă: Derivata versorului binormal este perpendiculară atât pe binormală, cât și pe tangentă, prin urmare trebuie să fie proporțională cu versorul normal principal. Semnul negativ este doar o chestiune de convenție: este un produs secundar al dezvoltării istorice a subiectului.
Relevanța geometrică: Torsiunea τ(s) măsoară rotirea versorului binormal. Cu cât torsiunea este mai mare, cu atât versorul binormal se rotește mai repede în jurul axei date de versorul tangent. În figura animată rotația versorului binormal este clar vizibilă în vârfurile funcției de torsiune.
Fie r = r(t) ecuația parametrică a curbei din spațiu. Se presupune că aceasta este o parametrizare regulată și că curbura curbei nu se anulează. Din punct de vedere analitic, r(t) este o funcție derivabilă de trei ori a lui t cu valori în R3, iar vectorii
sunt liniar independenți(d).
Apoi torsiunea poate fi calculată cu următoarea formulă:
Aici semnele „prim” indică derivatele în funcție de t, iar semnul × indică produsul vectorial. Pentru r = (x, y, z), formula pe componente este
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.