La epicicloide.

in #stem-espanol6 years ago

(Imagen creada por mi usando el software matemático GeoGebra Classic 5.)

En el post anterior les hablé sobre la cicloide, la curva generada por la trayectoria de un punto sobre una circunferencia que rueda sin deslizar sobre una recta y les mostré dos interesantes propiedades de esta, ahora les traigo a la epicicloide; esta se genera igualmente por la trayectoria de un punto sobre una circunferencia, la diferencia radica en que la circunferencia ya no rueda sobre una recta sino en la parte exterior de otra circunferencia, de aca su nombre ( -epi- significa "sobre" y -ciclos- "circulo").

(Imagen creada por mi usando el software matemático GeoGebra Classic 5.)

Considerando como origen del sistema de referencia el punto O y como semieje positivo x el que pasa por el punto Po. Siendo Po la posición inicial del punto que describe la curva y Co la posición inicial del centro de la ruleta. El ángulo θ es el que forma la recta de los centros con el semieje positivo x.

Sabemos:

Llamando ϕ al angulo que se forma en PCO, se tiene que:

Al despejar phi:

Tambien:

Entonces:

Como en ángulos que difieren en π/2 el coseno del mayor es igual al seno del menor con el signo cambiado, se escribe:

Poniendo que: OC = r1 + r2 ; CP = r2 y ϕ = r1/r2 . θ

obtenemos:

(1)

Procediendo de igual forma para "y" :

En angulos que difieren en π/2 el coseno del menor es igual al seno del mayor, entonces se escribe:

Poniendo que: OC = r1 + r2 ; CP = r2 y ϕ = r1/r2 . θ

obtenemos:

(2)

Resultando ser (1) y (2) las ecuaciones parametricas de la epicicloide.

Lo atractivo de la epicicloide son las figuras que se pueden obtener al variar el radio ya sea de la circunferencia directriz o la generatriz, se originan formas como el cardioide, la nefroide y hasta parecidas a una flor. Estás formas vienen dadas por el cociente "k" entre el radio de la circunferencia directriz (la circunferencia por la cual se desliza la circunferencia superior) y la generatriz, cuando el resultado es un número entero obtenemos igual número de cuspides que nuestro cociente, siendo el caso más sencillo cuando k = 1 generando el cardioide, ocurriendo cuando el radio de nuestra circunferencia generatriz es igual al de la circunferencia directriz, en el caso de k = 2 obtenemos la nefroide.

k = 1. Cardioide.

(GIF creado por mi usando el software matemático GeoGebra Classic 5.)

El cardioide debe su nombre a la similitud con un corazón y es también conocido como el corazón matemático. El cardioide además aparece como la envolvente de los rayos de luz reflejados por una superficie circular cuando el foco se encuentra en el borde de esta, esto se conoce como - cáustica - y son zonas donde los rayos de luz se concentran, un ejemplo común es cuando tenemos un vaso con agua que está siendo iluminado y este proyecta sobre la mesa su sombra; en esta hay zonas con curvas brillantes estás curvas son las cáusticas .

(GIF creado por mi usando el software matemático GeoGebra Classic 5.)

La teoría hecha realidad.

k = 2. Nefroide.

(GIF creado por mi usando el software matemático GeoGebra Classic 5.)

En el caso en el que los rayos sean proyectados por un foco exterior a la circunferencia se crea una cáustica en forma de nefroide.

(GIF creado por mi usando el software matemático GeoGebra Classic 5.)

De igual forma que con la cicloide tenemos epicicloide normal, acortada y alargada; la normal es en la cual el punto que describe la curva se encuentra sobre la circunferencia generatriz, la acortada cuando el punto esta dentro de la circunferencia y la alargada cuando el punto esta fuera de la circunferencia.

Ejemplos.

En las imagenes de arriba podemos ver tres nefroides una normal, una acortada y una alargada respectivamente.

Algunas figuras interesantes que se forman al variar los radios de las circunferencias:

k = 10/3

k = 10/4

k = 11/8

Espero hayan disfrutado de la interesante epicicloide, si estan interesados en mas información pueden ingresar aqui para leer mi post anterior donde hablé sobre la cicloide.

Todos los GIF's e imágenes han sido creados por mi usando el software matemático GeoGebra Classic 5 y la foto la he tomado desde mi celular Siragon SP-5050.

Sort:  

Gracias por leerme y el apoyo!!

Excelente Aporte entender la Epicicloide... Para el Epicentro Karibe son muy importantes el Cero Radical, los Incidentes, Internos y Externos por que generan reflejos diferentes....

Que buena información....

Que interesante entender los Detalles de la Epiclicloide.. con ella trabajamos mucho dentro de la Astrología Karibe para nosotros el O Radical es super importante por sus incidencias, y Actualidad....

Que interesante post.. Ahora comprendo la importancia de los incidentes internos y externos y como el Cero Radial afecta todos... Gracias por los Aportes.

Ahora si entiendo el Cero Radical como afectan los incidentes el giro del Epicentro... Con toda razón queda Explicado por que el Espejo es Importante.. Allí observamos el Reflejo y allí definimos cual es nuestro Foco de Interés... Gracias por la Gráfica Matemática....

JAMÁS VI LA RELACIÓN ENTRE LA ÓPTICA, LA MATEMÁTICA Y LA ASTROLOGÍA HASTA HOY.. MUCHAS GRACIAS POR LA CONECTIVIDAD...

Siempre me gusto jugar con esas formulas y sus graficas resultantes, patrones naturales puros en maxima expresion.
Este post ha sido votado por la cuenta @cervantes

Gracias!!! Atentos al proximo ;)

Saludos mi estimado @luiscd8a
Interesante tu publicación que nos muestra la aplicación de las matemáticas para representar este tipo de figuras a partir del concepto de la epicicloide.
Te recomiendo leer las normas y criterios de la comunidad #stem-espanol para considerar el aporte que haces aquí, sobre todo debes incluir las referencias bibliográficas que dan fundamento a tus ecuaciones.

Saludos @iamphysical, apenas estoy intentando insertarme en la comunidad #stem-espanol me leeré las normas para cumplir la próxima vez con los criterios , para esta me imagino que es demasiado tarde.

Coin Marketplace

STEEM 0.28
TRX 0.11
JST 0.034
BTC 66274.97
ETH 3175.04
USDT 1.00
SBD 4.06