放物線は、引き伸ばされたU字型の幾何学的形状です。 コーンを断面化することで作ることができます。 Menaechmusは、放物線の数学方程式が次のように表されると判断しました。
y = x ^ 2
TL; DR(長すぎる; 読んでいない)
放物線は、自然界または人工物に見られます。 投げられた野球のパスから衛星放送受信アンテナ、噴水まで、この幾何学的形状は一般的であり、光と電波の焦点を合わせるのに役立つ機能さえあります。
毎日の放物線
実際、放物線は、人工物だけでなく、自然界のいたるところに見られます。 噴水を考えてみましょう。 噴水によって空中に発射された水は、放物線軌道に戻ります。 空中に投げられたボールも放物線軌道をたどります。 ガリレオはこれを実証しました。 また、ジェットコースターに乗る人なら誰でも、トラックの放物線によって作成される上昇と下降に精通しているでしょう。
建築と工学の放物線
建築やエンジニアリングプロジェクトでさえ、放物線の使用を明らかにしています。 放物線の形は、1962年に建てられたロンドンの構造で、放物線と双曲線の銅の屋根が自慢のパラボラで見ることができます。 カリフォルニア州サンフランシスコにある有名なゴールデンゲートブリッジには、サイドスパンまたはタワーの両側に放物線があります。
放物面反射鏡を使用して光を集束させる
放物線は、光の焦点を合わせる必要がある場合にも一般的に使用されます。 何世紀にもわたって、灯台はそれらが発することができる光に多くの変化と改良を経験しました。 平らな表面は光を散乱しすぎて、船員には役に立ちませんでした。 球面反射板は明るさを増しましたが、強力なビームを与えることができませんでした。 しかし、放物線形状の反射板を使用すると、長距離で見ることができるビームに光を集中させるのに役立ちました。 最初に知られている放物線状の灯台反射板は、1738年にスウェーデンの灯台の基礎を形成しました。 放物面反射鏡の多くの異なるバージョンは、無駄な光を減らし、放物線の表面を改善することを目的として、時間の経過とともに実装されます。 最終的にはガラス放物面反射鏡が好まれるようになり、電灯が到着したとき、この組み合わせが灯台ビームを提供する効率的な方法であることが証明されました。
同じプロセスがヘッドライトにも当てはまります。 1940年代から1980年代にかけてのシールドビームガラス自動車ヘッドライトは、放物面反射鏡とガラスレンズを使用して、電球からの光線を集中させ、運転の視認性を高めました。 その後、レンズが不要になるように、より効率的なプラスチック製のヘッドライトを成形することができました。 これらのプラスチック製リフレクターは、今日のヘッドライトで一般的に使用されています。
放物面反射鏡を使用して光を集中させることは、現在、太陽光発電業界を支援しています。 平らな太陽光発電システムは、太陽の光と自由電子を吸収しますが、それを集中させません。 ただし、湾曲した光起電ミラーは、太陽光発電をはるかに効率的に集中させることができます。 巨大な球面鏡は、巨大なヒラベンド放物面トラフ太陽熱施設、ソラナを構成しています。 太陽光は放物面鏡の形で集束され、非常に高い熱を発生します。 これにより、各ミラーのトラフで合成油のチューブが加熱され、電力用の蒸気を生成するか、溶融塩の大規模なタンクに貯蔵して後でエネルギーを貯蔵することができます。 これらのミラーの放物線形状により、より多くのエネルギーを貯蔵および製造できるため、プロセスがより効率的になります。
宇宙飛行の放物線
ロケット発射のきらめく伸びた弧は、おそらく放物線の最も印象的な例を示しています。 ロケットまたはその他の弾道オブジェクトが発射されると、放物線軌道または軌道をたどります。 この放物線軌道は、何十年にもわたって宇宙飛行で使用されてきました。 実際、飛行機は放物線で飛行することにより、無重力および高重力の環境を作り出すことができます。 特別な飛行機は急な角度で飛行し、より高い重力の体験を提供し、次にいわゆる自由落下に落下して無重力の体験を提供します。 実験テストパイロットのチャックイェーガーはそのようなテストを受けました。 これにより、人間のパイロットと、宇宙飛行およびさまざまな重力での飛行に対する耐性の両方に、低重力または無重力を必要とする実験を実行するための多大な研究が提供されました。 このような放物線飛行は、宇宙自体ですべての実験を実行する必要がないため、コストを節約できます。
放物線の他の用途
衛星放送受信アンテナについて考えてみましょう。 これらの構造は放物線状であり、電波の反射と集束を可能にします。
光を曲げることができるのとほとんど同じように、電子も曲げることができます。 電子ビームは、ホログラフィックフィルムを介して送信され、放物線状にバリアの周りを湾曲することができることが発見されました。 これらはエアリービームと呼ばれ、かすかに回折することはありません。 これらのビームは、イメージングに役立つ場合があります。
宇宙飛行や車のヘッドライトから橋や遊園地まで、放物線はいたるところに見られます。 放物線はエレガントな幾何学的形状であるだけでなく、その機能的能力は多くの点で人類を助けます。