PŘÍMKOVÉ PLOCHY. Přednáška DG2*A

Podobné dokumenty
Technická univerzita v Liberci. Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická. Katedra matematiky a didaktiky matematiky PLOCHY PŘÍMKOVÉ

Konstruktivní geometrie

Zborcené plochy. Lenka Macálková Lenka (Brkos 2011) Brkosí prezentace / 16

Rozvinutelné plochy. tvoří jednoparametrickou soustavu rovin a tedy obaluje rozvinutelnou plochu Φ. Necht jsou

ZBORCENÉ PŘÍMKOVÉ PLOCHY ŘEŠENÉ PŘÍKLADY

Konstruktivní geometrie PODKLADY PRO PŘEDNÁŠKU

Je-li dána hranolová nebo jehlanová plocha s podstavou v rovině σ a rovina řezu ρ:

MONGEOVO PROMÍTÁNÍ - 2. část

ŘEŠENÉ PŘÍKLADY DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. ONDŘEJ MACHŮ a kol.

Elementární plochy-základní pojmy

Další plochy technické praxe

DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE PRO STUDENTY GYMNÁZIA CH. DOPPLERA. Mgr. Ondřej Machů. --- Pracovní verze:

MONGEOVO PROMÍTÁNÍ. bylo objeveno a rozvinuto francouzem Gaspardem Mongem ( ) po dlouhou dobu bylo vojenským tajemstvím

AXONOMETRIE - 2. část

Zborcené plochy. Přímkové plochy lze vytvořit i jiným způsobem než jsme je dosud konstruovali. V o- tzv. Chaslesova věta:

Analytická geometrie přímky, roviny (opakování středoškolské látky) = 0. Napište obecnou rovnici. 8. Jsou dány body A [ 2,3,

KRUHOVÁ ŠROUBOVICE A JEJÍ VLASTNOSTI

Deskriptivní geometrie 2

Konstruktivní geometrie PODKLADY PRO PŘEDNÁŠKU

Deskriptivní geometrie 2

s touto válcovou plochou. Tento případ nebudeme dále uvažovat.

Pracovní listy MONGEOVO PROMÍTÁNÍ

Klíčová slova Mongeovo promítání, kuželosečka, rotační plocha.

Šroubovice... 5 Šroubové plochy Stanovte paprsek tak, aby procházel bodem A a po odrazu na rovině ρ procházel bodem

ROTAČNÍ PLOCHY. 1) Základní pojmy

Zadání domácích úkolů a zápočtových písemek

5) Průnik rotačních ploch. A) Osy totožné (a kolmé k půdorysně) Bod R průniku ploch. 1) Pomocná plocha κ

ZBORCENÉ PLOCHY. Zobrazení, které každému bodu X regulární přímky p přiřadí tečnou rovinu plochy v bodě X je projektivní, tj. zachovává dvojpoměr.

Zborcené plochy. Mgr. Jan Šafařík. Konzultace č. 3. učebna Z240. přednášková skupina P-BK1VS1

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

ŠROUBOVICE. 1) Šroubový pohyb. 2) Základní pojmy a konstrukce

Základní úlohy v Mongeově promítání. n 2 A 1 A 1 A 1. p 1 N 2 A 2. x 1,2 N 1 x 1,2. x 1,2 N 1

P R O M Í T Á N Í. rovina π - průmětna vektor s r - směr promítání. a // s r, b// s r,

Sedlová plocha (hyperbolický paraboloid)

tečen a osu o π, V o; plochu omezte hranou vratu a půdorysnou a proved te rozvinutí

MONGEOVO PROMÍTÁNÍ. ZOBRAZENÍ BODU - sdružení průměten. ZOBRAZENÍ BODU - kartézské souřadnice A[3; 5; 4], B[-4; -6; 2]

Kapitola 5. Seznámíme se ze základními vlastnostmi elipsy, hyperboly a paraboly, které

Cyklografie. Cyklický průmět bodu

Obsah a průběh zkoušky 1PG

Modely zborcených ploch

0 x 12. x 12. strana Mongeovo promítání - polohové úlohy.

1 Rovnoběžné promítání a promítací metody. Nevlastní útvary. Osová afinita v rovině.

8 Plochy - vytvoření, rozdělení, tečná rovina a normála. Šroubové plochy - přímkové, cyklické. Literatura:

OBECNÉ ROTAČNÍ PLOCHY

Test č. 9. Zborcené plochy

Zobrazení hranolu. Příklad 5: Sestrojte řez pravidelného šestibokého hranolu s podstavou v půdorysně rovinou ρ. Sestrojte síť seříznuté části.

[obr. 1] Rozbor S 3 S 2 S 1. o 1. o 2 [obr. 2]

Deg2-Kvadriky. Světlana Tomiczková

DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE - elektronická skripta. ŘEZY HRANOLŮ A JEHLANŮ V MONGEOVĚ PROMÍTÁNÍ (sada řešených příkladů) ---

Gymnázium Christiana Dopplera, Zborovská 45, Praha 5. Technické Osvětlení

Mongeovo zobrazení. Řez jehlanu

ROTAČNÍ KVADRIKY. Definice, základní vlastnosti, tečné roviny a řezy, průsečíky přímky s rotační kvadrikou

Test č. 9. Zborcené plochy

AXONOMETRIE. Rozměry ve směru os (souřadnice bodů) jsou násobkem příslušné jednotky.

půdorysu; pro každý bod X v prostoru je tedy sestrojen pouze jeho nárys X 2 a pro jeho

Šroubový pohyb rovnoměrný pohyb složený z posunutí a rotace. Šroubovice dráha hmotného bodu při šroubovém pohybu

Deskriptivní geometrie

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Řešené úlohy v axonometrii. UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI Přírodovědecká fakulta Katedra algebry a geometrie

BA008 Konstruktivní geometrie. Kolmá axonometrie. pro kombinované studium. učebna Z240 letní semestr

Plochy technické praxe

Deskriptivní geometrie pro střední školy

Zobrazení a řezy těles v Mongeově promítání

Fotogrammetrie. zpracovala Petra Brůžková. Fakulta Architektury ČVUT v Praze 2012

Deskriptivní geometrie

Západočeská univerzita v Plzni. Fakulta aplikovaných věd Katedra matematiky. Geometrie. Pomocný učební text. František Ježek, Světlana Tomiczková

KMA/G2 Geometrie 2 9. až 11. cvičení

Deskriptivní geometrie 1

Západočeská univerzita v Plzni. Fakulta aplikovaných věd Katedra matematiky. Geometrie pro FST 2. Pomocný učební text - díl II

Deskriptivní geometrie 1

Konstruktivní geometrie Bod Axonometrie. Úloha: V pravoúhlé axonometrii (XY = 10; XZ = 12; YZ = 11) zobrazte bod A[2; 3; 5] a bod V[9; 7.5; 11].

MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA. DIPLOMOVÁ PRÁCE Úlohy s prostorovými tělesy v Mongeově zobrazovací metodě

Pravoúhlá axonometrie

Kótované promítání. Úvod. Zobrazení bodu

Využití Rhinoceros ve výuce předmětu Počítačová geometrie a grafika. Bítov Blok 1: Kinematika

3.MONGEOVO PROMÍTÁNÍ. Rovnoběžný průmět 3D těles na rovinu není vzájemně jednoznačné zobrazení, k obrazu neumíme jednoznačně určit objekt v prostoru

4. EZY NA KUŽELÍCH 4.1. KUŽELOVÁ PLOCHA, KUŽEL

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Perspektiva. Doplňkový text k úvodnímu cvičení z perspektivy. Obsahuje: zobrazení kružnice v základní rovině metodou osmi tečen

Klasické třídy ploch

Deskriptivní geometrie 0A5

Mongeovo zobrazení. Osová afinita

RELIÉF. Reliéf bodu. Pro bod ležící na s splynou přímky H A 2 a SA a reliéf není tímto určen.

Test č. 9. Zborcené plochy

Smysl otáčení. Aplikace. Pravotočivá

Gymnázium Christiana Dopplera, Zborovská 45, Praha 5. ROČNÍKOVÁ PRÁCE Technické osvětlení

KONSTRUKTIVNÍ GEOMETRIE

prostorová definice (viz obrázek vlevo nahoře): elipsa je průsečnou křivkou rovinného

Západočeská univerzita v Plzni. Fakulta aplikovaných věd Katedra matematiky. Geometrie pro FST 1. Pomocný učební text

Katedra matematiky. Geometrie pro FST 1. Plzeň 1. února 2009 verze 6.0

Deskriptivní geometrie II.

Plochy stavebně-inženýrské praxe

A[ 20, 70, 50] a výška v = 70, volte z V > z S ; R[ 40, 20, 80], Q[60, 70, 10]. α(90, 60, 70).

Konstruktivní geometrie - LI. Konstruktivní geometrie - LI () Kótované promítání 1 / 44

ŠROUBOVÉ PLOCHY. 1. Základní úlohy na šroubových plochách.

1 Topografické plochy

1.1 Napište středovou rovnici kružnice, která má střed v počátku soustavy souřadnic a prochází bodem

Test č. 1. Kuželosečky, afinita a kolineace

Prùniky tìles v rùzných projekcích

KARTOGRAFIE. Rovinné projekce. Gnómické projekce. 1. Pólová gnómonická projekce

Transkript:

PŘÍMKOVÉ PLOCHY Přednáška DG*A

PŘÍMKOVÉ PLOCHY = plocha, jejímž každým bodem prochází alespoň jedna přímka plochy. Každá přímková plocha je určena třemi řídícími křivkami, příp. plochami. p k k k 3 Je-li např. určena třemi křivkami k, k, k 3, pak je množinou všech přímek, které dané tři křivky protínají. p k Je-li např. určena dvěma křivkami k, k a jednou plochou k, pak je přímková plocha množinou všech přímek, které protínají dané křivky a dotýkají se dané plochy. k k Řídící křivkou může být také přímka a to i nevlastní. Pokud je řídící přímka nevlastní, pak říkáme, že je dána řídící rovinou. Např.: plochy, které jsou dané řídící rovinou a alespoň jednou řídící přímkou, nazýváme konoidy. Je-li řídící přímka kolmá (kosá) k řídící rovině je to konoid přímý (šikmý). Přímkové plochy rozdělujeme na rozvinutelné a zborcené.

ROZVINUTELNÉ PŘÍMKOVÉ PLOCHY = přímková plocha, která má všechny tvořící přímky torzální, je rozvinutelná. Rozvinutelné plochy jsou plocha válcová, plocha kuželová, plocha tečen prostorové křivky a rovina. Rovinu v tomto textu neuvažujeme. V k k k

Nejznámější plochou tečen prostorové křivky je plocha tečen šroubovice. Tato plocha je rozvinutelnou šroubovou plochou. Řez této plochy rovinou kolmou k ose šroubovice je kruhová evolventa (křivka, která vzniká při pohybu bodu přímky při kotálení po kružnici). z=o O x y

o b y, o

Rozvinutelnou plochu můžeme určit pouze dvěma křivkami. Chceme-li sestrojit rozvinutelnou plochu, která je určena dvěma křivkami, pak z libovolného bodu jedné křivky promítneme druhou křivku (pomocí kuželové plochy). Tečnou t ve zvoleném bodě A ke křivce k, vedeme tečnou rovinu ke kuželové ploše. Přímka p, ve které se dotkne tečná rovina kuželové plochy, protne křivku k v bodě A. Tečna v bodě A ke křivce k pak leží v již určené tečné rovině. Přímka p je přímkou na přímkové rozvinutelné ploše. Volbou dalších bodů na křivkách dostaneme další přímky hledané rozvinutelné přímkové plochy. Pokud zadané řídící křivky k, k leží v rovinách r, r, celá konstrukce se značně zjednoduší. Zvolíme si bod A na křivce k, v tomto bodě sestrojíme tečnu t k dané křivce k. Tato tečna t protne průsečnici rovin v bodě R. Z bodu R pak vedeme tečnu t (t, t ) ke druhé křivce k, dotykový bod označíme A (A, A ). Přímka p = AA (p = AA, p = AA ) je přímkou hledané rozvinutelné přímkové plochy. Takové přímkové plochy se označují jako přechodové přímkové plochy. R t A p p t t k A A r k r

Příklad: Sestrojte přechodovou plochu mezi dvěma potrubími s kruhovým průřezem. o o y, o o

o n r T p o y, T T p t T o t o p r

Příklad: Sestrojte přechodovou plochu násypku mezi potrubími. Jedno má kruhový a druhé čtvercový průřez. o y, o

o T T y, o t T T t

ROZVINUTÍ (KOMPLANACE) ROZVINUTELNÝCH PLOCH DO ROVINY Rozvinutelné plochy jsou jako jediné plochy rozvinutelné do roviny. Základem rozvinutí plochy je fakt, že se při rozvinutí z E 3 do E musí zachovat délky oblouků křivek na ploše. Ke komplanaci ploch se používají tyto metody: metoda normálního řezu a metoda triangulace.

A) METODA NORMÁLNÍHO ŘEZU Normální řez je řez plochy rovinou, která je kolmá k površkám plochy. Tento řez se pak po rozvinutí zobrazí do úsečky, která je kolmá k površkám plochy. Při rozvinutí válcové plochy pak postupujeme tak, že si zvolíme rovinu kolmou k površkám plochy. Určíme křivku, která je řezem plochy touto rovinou. Délku této křivky zjistíme pomocí rektifikace. Určujeme-li další křivku na této ploše např. její podstavu, pak můžeme určit libovolnou površku plochy a na ní určit vzdálenost průsečíku površky s normálním řezem a průsečíkem površky s křivkou. Tuto vzdálenost pak nanášíme na obraz površky v rozvinutí (zobrazí se jako kolmice k úsečce normálního řezu). Tím získáme bod na hledané rozvinuté křivce. Poté si volíme další površky, abychom mohli vykreslit křivku. Na rotačním válci je normálním řezem jeho podstava.

Příklad: Rozviňte plášť kosého válce. y,

Zvolíme libovolnou rovinu r, která je kolmá k površkám válce, tedy je kolmá k nárysně. Řezem válce takovou rovinou je elipsa e, v nárysu se zobrazí jako úsečka. Po rozvinutí se elipsa řezu zobrazí jako úsečka. Délku této úsečky e 0 zjistíme rozvinutím této elipsy. Elipsu (resp. kruhovou podstavu) si rozdělíme na dvanáct úseků, 3, atd. (resp., 3, atd.). Otočením řezu do jedné z průměten zjistíme skutečnou velikost řezu. Skutečnou délku křivky řezu zjistíme rozvinutím elipsy. Skutečnou délku jednotlivých úseků 0 0, 0 3 0, atd. nanášíme na zvolenou přímku. Tím získáme délku obvodu elipsy. V bodech 0, 0, atd., pak sestrojíme kolmice k e 0. Na tyto kolmice nanášíme skutečnou délku úseček,, atd., kterou zjistíme přímo z nárysu plochy =. n r 3 4 0 0 0 5 0 3 e 4 6 0 5 6 7 e 0 0 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 3 4 5 6 7 y, 0 0 30 40 50 60 70 3 4 e 5 7 6 3 4 5 7 6 p r

B) METODA TRIANGULACE Při této metodě vlastně nahrazujeme plášť plochy plochou, která má trojúhelníkové stěny. Pokud rozvíjíme kuželovou plochu, pak jeden vrchol trojúhelníka je vždy vrchol kuželové plochy. Tvořící křivka, u kruhové kuželové plochy je to kružnice, se rozvine do kruhového oblouku. K dourčení rozvinutého pláště plochy musíme znát skutečnou délku površek. V Mongeově promítání můžeme délku površek určit tak, že je otočíme kolem přímky kolmé k půdorysně jdoucím vrcholem plochy do roviny rovnoběžné s nárysnou.

Příklad: Rozviňte plášť kosého kruhového kužele. V y, V

Podstavnou kružnici si rozdělíme pomocí dvanáctiúhelníku na dvanáct úseků, 3, atd. Nyní budeme postupně sestrojovat jednotlivé trojúhelníky V, V3, atd. Skutečnou velikost stran jednotlivých trojúhelníků určíme pomocí otočení kolem kolmice k půdorysně procházející vrcholem V do roviny rovnoběžné s nárysnou. K úplně přesnému určení délek úseků, 3, atd. na kružnici by bylo nutné tyto oblouky zrektifikovat. V V 0 7 0 7 0 3 3 4 4 5 6 7 5 6 y, 6 0 5 9 0 40 0 0 0 8 0 7 V 3 0 0 8 0 0 0 0 9

ZBORCENÉ PŘÍMKOVÉ PLOCHY Zborcenými přímkovými plochami nazýváme takové přímkové plochy, které obsahují regulární přímky. Tyto plochy se hojně používají ve stavební praxi, pro svou jednoduchou konstrukci, výborné statické vlastnosti a malou spotřebu materiálu. Zborcené plochy jsou zadány třemi řídícími křivkami k, k, k 3, příp. řídícími plochami. K vytvoření tvořících přímek zborcené plochy si zvolíme na jedné křivce bod A. Tímto bodem A a zbývajícími křivkami jsou určeny kuželové plochy. Tyto kuželové plochy se protínají právě v tvořících přímkách p, p zborcené plochy. k k k3 p A p

ZBORCENÉ KVADRIKY = jednodílný hyperboloid a hyperbolický paraboloid Jednodílný hyperboloid Zvolíme-li si tři mimoběžné přímky II a, II b, II c, které nejsou rovnoběžné se stejnou rovinou, jako tvořící přímky přímkové plochy, pak všechny jejich příčky ( I a, I b, I c, ) určují jeden regulus zborceného jednodílného hyperboloidu. Příčky tří mimoběžných přímek z tohoto prvního regulu tvoří druhý regulus jednodílného hyperboloidu. Každá přímka z jednoho regulu protíná všechny přímky druhého regulu s výjimkou přímky, která je s ní rovnoběžná. I I a b c I II a II b II c

Hyperbolický paraboloid (sedlová plocha) - vzniká pohybem paraboly po hyperbole nebo hyperboly po parabole. Hyperbolický paraboloid vzniká mimo jiné zobrazením jednodílného hyperboloidu pomocí středové kolineace. Z toho vidíme, že na hyperbolickém paraboloidu existují také dva reguly přímek jako u jednodílného hyperboloidu. V každém regulu je však také jedna nevlastní přímka. Zvolíme-li tři mimoběžky, z nichž jedna bude nevlastní, pak příčky zbývajících dvou vlastních mimoběžek protínají nevlastní přímku a jsou tedy rovnoběžné s rovinou, která je určena nevlastní přímkou. Tuto rovinu označujeme jako řídící rovinu hyperbolického paraboloidu. Takovéto řídící roviny má hyperbolický paraboloid dvě (protože má dva reguly přímek).

Pokud si zvolíme dvě přímky z každého regulu, pak takové přímky určují tzv. zborcený čtyřúhelník hyperbolického paraboloidu. Tímto čtyřúhelníkem je tato plocha přesně určena.

UŽITÍ: Nejčastěji se používá k zastřešování objektů s nepravidelnými půdorysy, příp. rozlehlých staveb. Například pokud chceme zkonstruovat střechu u objektu s nepravidelným půdorysem. Aby střecha budila estetický dojem, musí být její hřeben rovnoběžný s půdorysem střechy. Toho docílíme tak, že střecha bude tvořena třemi rovinnými trojúhelníky a čtvrtou část střechy bude tvořit hyperbolický paraboloid. rovinné trojúhelníky hyperbolický paraboloid

K zastřešení pomocí hyperbolického paraboloidu se používá také tzv. Aymondova báň. Tato plocha se sestrojuje nad čtvercovým půdorysem ABCD a je tvořena osmi shodnými hyperbolickými paraboloidy, které jsou určeny zborcenými čtyřúhelníky. Vrcholy jednoho z nich jsou ASVW, kde S je střed strany AB, V je vrchol báně a W leží na kolmici ze středu AD nad bodem V. Část báně je pouze ta část hyperbolického paraboloidu, která leží nad trojúhelníkem ASV. Ostatních sedm částí získáme souměrností podle rovin souměrnosti čtverce procházející vrcholem Aymondovy báně. W A =D D V S C y, W V A S B

DALŠÍ ZBORCENÉ PLOCHY A) Konoidy Tvořícími křivkami konoidu jsou křivka a dvě přímky, z nichž jedna je nevlastní. Tuto nevlastní přímku nahrazujeme rovinou, která je určena danou nevlastní přímkou. Tvořící přímky = přímky, které jsou rovnoběžné s rovinou a protínají dané křivky. Přímý šroubový konoid určen šroubovicí, přímkou a rovinou. Přímka a rovina jsou na sebe kolmé, proto je nazýván přímým konoidem.

Přímý parabolický konoid určen parabolou, přímkou a rovinou. Řídící přímka je kolmá k rovině. Přímý kruhový konoid určen kruhovým obloukem, přímkou a rovinou. užívá se stejně jako přímý parabolický konoid na střechách továrních hal k dostatečnému osvětlení interiéru, nebo jako opěrná zeď tam, kde vznikají velké tlaky, které tato plocha může dobře rozložit (vodní nádrže, )

Plückerův konoid (přímý eliptický konoid) řídící křivka je eliptický řez válcové plochy, řídící přímka je povrchová přímka této válcové plochy a řídící rovina je kolmá k řídící přímce.

Eliptický konoid určen eliptickým obloukem, přímkou a rovinou. užívá se např. v křížové klenbě, kde však vystupují dva eliptické konoidy Šikmý kulový konoid tvořící přímky se dotýkají kulové plochy, protínají přímku a jsou rovnoběžné s rovinou (rovina a přímka nejsou k sobě kolmé)

B) Cylindroidy Tyto plochy jsou určeny dvěma řídícími křivkami a jednou řídící rovinou (nevlastní přímkou). Frézierův cylindroid určen dvěma eliptickými oblouky a rovinou. Máme-li rotační válcovou plochu a na ní dva eliptické řezy, pak jeden z řezů posuneme směrem kolmým k ose válcové plochy. Řídící rovina je rovnoběžná s osou válce a směrem posunutí řezu. - k určení klenby nad schodištěm

C) Konusoidy Konusoidy jsou určeny dvěma křivkami a jednou vlastní přímkou. Štramberská trúba (helmice) určený kružnicí (nebo elipsou, nebo parabolou) a dvěma vlastními mimoběžnými kolmými přímkami. Řídící přímky jsou rovnoběžné s řídící křivkou. - střecha nad kruhovým (eliptickým) půdorysem

Montpelliérský oblouk určen kruhovým obloukem a dvěma vlastními přímkami. Jedna z přímek prochází středem kruhového oblouku kolmo k jeho rovině a druhá je rovnoběžná s rovinou kruhového oblouku. - klenba při přechodu válců do hranolů

Marseilleský oblouk určen dvěma kruhovými oblouky, které jsou rovnoběžné a přímkou, která prochází středem jednoho oblouku kolmo k rovinám oblouků.

Plocha šikmého průchodu určena dvěma shodnými kruhovými oblouky, které leží v rovnoběžných rovinách, a přímkou, která je kolmá k rovinám oblouků a prochází středem úsečky spojující středy kruhových oblouků.