Curvas de persecución como espirales equiangulares

 

 

Las curvas de persecución son un caso particular de la espiral equiangular, así que veamos lo que es ésta:

 

LA ESPIRAL EQUIANGULAR

En primer lugar es importante que recordemos el concepto de espiral:

En matemáticas, una espiral es una curva que se inicia en un punto central y se va alejando progresivamente del centro a la vez que gira alrededor de él. Normalmente se define como una función que depende de dos parámetros: el ángulo del punto respecto a un eje de referencia y la distancia desde este punto al punto central en relación con el ángulo

La espiral equiangular (también conocida como espiral logarítmica, espiral de Bernouilli, y logística) describe una familia de espirales.

Está definida como una curva que corta todos los radios vectores con un ángulo constante. Las propiedades principales que cumplen son las siguientes:

  1. Sea una espiral, esto es cualquier curva    donde f es una función monótona creciente.
  2. Desde cualquier punto P de la espiral dibujar una recta hacia el centro de la espiral, esta línea se llama vector radial.
  3. Si el ángulo formado por el vector radial y la tangente para cualquier punto P es constante la curva es una espiral equiangular.

La espiral equiangular es el corte transversal del Nautilus y otras conchas. También se puede encontrar en la configuración de semillas del girasol, las piñas, etc.

    Las ecuaciones paramétricas de la espiral equiangular son:

 

x= - e^ (t / tan (alpha)) cos(t)

y= e^ (t / tan (alpha)) sin(t)

 

Problema. Supongamos que hay n insectos, cada uno en una esquina de un polígono regular que tiene n caras. Cada insecto se arrastra hacia su vecino con la misma velocidad uniforme que el resto. El rastro que dejan estos insectos son espirales equiangulares (de las que hablaremos a continuación) de ángulo       radianes (que es la mitad del ángulo de la esquina del polígono). Si suponemos que el rastro que va dejando el movimiento del insecto es una espiral equiangular, es normal que sea de ángulo radianes, ya que una tangente a la espiral es el propio lado del polígono.

 

 

Modelo para 3 objetos

    Construye el modelo para 3 insectos situados en los vértices de un triángulo equilátero. Dibuja las trayectorias de los insectos y las líneas de dirección que siguen.

 

Indicaciones

- Las espirales equiangulares van de cada vértice al centro del triángulo (se van cerrando a medida que se acercan al centro).

- Las tres espirales coinciden en el centro del triángulo.

-Utiliza un deslizador para hacer variar t.

 

Modelos para más de 3 objetos

    Una vez realizada la modelización para 3 insectos intenta construir los modelos para 4,5 y 6 insectos respectivamente. Obtendrás construcciones realmente bellas.

 

    Desde aquí puedes acceder la construcción de los distintos objetos:

 

 

 

PÁGINA PRINCIPAL