CONCHAS

Podemos melhorar o nosso modelo, tornando-o mais geral, permitindo que a elipse geradora da concha possa não ser vertical. Para tal vamos na mesma considerar a elipse vertical centrada na origem E1(, s) e considerar as rotações em torno das seguintes rectas:

1º caso: recta horizontal que passa na origem e é perpendicular à elipse inicial (rotação de ângulo );

2º caso: eixo OZ (rotação de ângulo );

3ºcaso: eixo horizontal da elipse (rotação de ângulo ).

1º caso:

Basta fazer a "substituição" s s + nas funções seno e co-seno que aparecem na equação da elipse E1(, s).

2º caso:

(clique na figura para abrir o applet respectivo)

Basta fazer a "substituição" + nas funções seno e co-seno que aparecem na equação da elipse E1(, s).

Portanto, as equações da elipse - centradas na origem - ficam iguais a

.

ou seja, a equação da concha é dada por

.

3º caso:

= (ze)2 (, s)
= (ze)2 (, s) cos ()
 
= (ze)2 (, s) sin ()

Observando a figura anterior (que representa a elipse que se está a estudar vista de "perfil", bem como a sua rotação de ângulo ), tem-se

= (ze)2 (, s) sin ()
= (ze)2 (, s) sin () sin ( + )
 
= (ze)2 (, s) sin () cos ( + )

Observando as duas figuras anteriores (onde a última representa a elipse inicial e a elipse depois da rotação), concluimos:

Em resumo, as conchas podem ser modeladas matematicamente pela função

 

onde D é um parâmetro que acrescentámos para definir o sentido de enrolamento da concha (pode ser positivo, 1, ou negativo, -1).

Observação: As funções C1(, s) e C2(, s) também são modelos matemáticos relativamente bem aproximados das conchas, tendo a vantagem de serem mais simples mas o inconveniente de não serem tão precisos quanto C3(, s). A escolha do modelo dependerá do grau de precisão com que se pretende representar as conchas.

Para perceberes melhor o efeito que a variação dos parâmetros estudados têm na forma da concha, observa os seguintes applets.

Mas existem conchas com nódulos, espinhos e/ou estrias que não são bem representadas pelo modelo aqui indicado. Será que é possível alterar este modelo para "encaixar" este tipo de conchas?

Imagem retirada de [2]

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