Парабола - это вытянутая U-образная геометрическая форма. Это можно сделать, разрезав конус. Менехм определил, что математическое уравнение параболы представлено как:
у = х ^ 2
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Параболы можно увидеть в природе или в изделиях, созданных руками человека. Эта геометрическая форма широко распространена и даже помогает фокусировать свет и радиоволны, от дорожек, где забрасываются бейсбольные мячи, до спутниковых антенн и фонтанов.
Повседневные параболы
Фактически, параболы можно увидеть повсюду, как в природе, так и в искусственных предметах. Рассмотрим фонтан. Вода, взметнувшаяся фонтаном в воздух, падает по параболической траектории. Подброшенный в воздух мяч также следует параболической траектории. Галилей продемонстрировал это. Кроме того, любой, кто катается на американских горках, знаком с подъемом и падением, создаваемым параболами трассы.
Параболы в архитектуре и инженерии
Даже архитектурные и инженерные проекты раскрывают использование парабол. Параболические формы можно увидеть в лондонском здании Parabola, построенном в 1962 году, которое может похвастаться медной крышей с параболическими и гиперболическими линиями. Знаменитый мост Золотые Ворота в Сан-Франциско, Калифорния, имеет параболы на каждой стороне боковых пролетов или башен.
Использование параболических отражателей для фокусировки света
Параболы также обычно используются, когда нужно сфокусировать свет. На протяжении веков маяки претерпевали множество изменений и улучшений в свете, который они могли излучать. Плоские поверхности слишком сильно рассеивали свет, чтобы быть полезными для моряков. Сферические отражатели увеличивали яркость, но не могли дать мощный луч. Но использование отражателя в форме параболы помогло сфокусировать свет в луч, который можно было увидеть на больших расстояниях. Первые известные параболические отражатели для маяков легли в основу маяка в Швеции в 1738 году. Со временем будет реализовано множество различных версий параболических отражателей с целью уменьшения потерь света и улучшения поверхности параболы. В конце концов, стеклянные параболические отражатели стали предпочтительнее, а когда появилось электрическое освещение, комбинация оказалась эффективным способом обеспечения маякового луча.
То же самое и с фарами. Стеклянные автомобильные фары с герметичным светом в 1940–1980-х годах использовали параболические отражатели и стеклянные линзы для концентрации лучей света от лампочек, улучшая видимость при вождении. Позже более эффективные пластиковые фары могли иметь такую форму, что линзы не требовались. Эти пластиковые отражатели сегодня широко используются в фарах.
Использование параболических отражателей для концентрации света теперь помогает солнечной энергетике. Плоские фотоэлектрические системы поглощают солнечный свет и свободные электроны, но не концентрируют его. Однако изогнутое фотоэлектрическое зеркало может гораздо более эффективно концентрировать солнечную энергию. Огромные изогнутые зеркала составляют огромную солнечную установку с параболическим желобом в Хила-Бенд, Солана. Солнечный свет фокусируется параболическим зеркалом таким образом, что выделяет очень сильное тепло. Это нагревает трубки синтетического масла у желоба каждого зеркала, которое затем может либо генерировать пар для энергии, либо храниться в массивных резервуарах с расплавленной солью для хранения энергии на будущее. Параболическая форма этих зеркал позволяет накапливать и производить больше энергии, что делает процесс более эффективным.
Параболы в космическом полете
Мерцающая растянутая дуга запуска ракеты - это, пожалуй, самый яркий пример параболы. Когда запускается ракета или другой баллистический объект, он следует по параболическому пути или траектории. Эта параболическая траектория использовалась в космических полетах на протяжении десятилетий. Фактически, самолеты могут создавать среду с нулевой и высокой гравитацией, летая по параболам. Специальные самолеты летают под крутым углом, создавая ощущение более высокой гравитации, а затем падают в так называемое свободное падение, создавая ощущение невесомости. Такие испытания прошел экспериментальный летчик-испытатель Чак Йегер. Это послужило основанием для огромных исследований как для пилотов-людей, так и для их терпимости к космическим полетам и полетам с разной силой тяжести, к выполнению экспериментов, требующих низкой гравитации или невесомости. Такие параболические полеты экономят деньги, поскольку им не нужно проводить каждый эксперимент в самом космосе.
Другое использование парабол
Рассмотрим спутниковую антенну. Эти структуры имеют параболическую форму, что позволяет отражать и фокусировать радиоволны.
Электроны могут искривляться точно так же, как свет. Было обнаружено, что пучки электронов могут проходить через голографическую пленку и параболически изгибаться вокруг барьеров. Это лучи Эйри, они не блекнут и не дифрагируют. Эти лучи могут оказаться полезными при визуализации.
Параболы можно увидеть повсюду, от космических полетов и автомобильных фар до мостов и парков развлечений. Парабола имеет не только элегантную геометрическую форму, но и ее функциональные возможности во многом помогают человечеству.
