Apa itu Sudut Heliks?

Heliks adalah kurva kemiringan konstan yang melingkari sumbu pusat, seperti tangga spiral. Sudut heliks adalah garis singgung kurva dibandingkan dengan sumbu. Heliks adalah umum di alam dan di perangkat mekanis. Sudut menentukan banyak sifat heliks lainnya.
Insinyur mekanik prihatin dengan sudut heliks banyak desain mereka. Sekrup dan baut berulir menampilkan sudut yang menentukan berapa banyak gigitan atau material baru yang akan dikumpulkan oleh sekrup pada setiap putaran. Lebih banyak kekuatan diperlukan untuk memutar perangkat dengan sudut heliks yang lebih besar. Demikian juga, sekrup dengan sudut yang lebih besar akan menahan lebih erat.

Konveyor sekrup menggunakan heliks untuk mengangkut banyak material granular atau tipe pasta. Archimedes, filsuf Yunani kuno, dikreditkan dengan menemukan konveyor sekrup. Dia menggunakan sekrup kayu berukir besar di dalam batang pohon yang berlubang. Dengan memutar sekrup, air dapat dipindahkan ke atas untuk keperluan irigasi.

Pegas menggambarkan karakteristik lain yang berguna dari heliks. Selain kemampuan untuk menyampaikan materi dan mengikat bahan, heliks menyimpan energi dalam desain geometris mereka yang dapat digunakan. Energi tongkat pogo, guncangan mobil, atau pegas tempat tidur berasal dari kompresi dan ekspansi kumparan selanjutnya. Sudut heliks, serta bahan konstruksi, menentukan gaya yang diperlukan untuk menekan pegas.

Banyak contoh heliks ditemukan dalam biologi. Perputaran sulur tanaman kacang polong mengikuti sudut heliks tetap, meskipun diameter belokan dapat bervariasi. Demikian juga, kerang keong dan banyak kerang lainnya menunjukkan sudut tetap. Beberapa memiliki diameter yang meningkat dengan setiap penambahan pertumbuhan, sementara yang lain memiliki diameter tetap yang menciptakan bentuk tabung yang panjang.

Mungkin contoh heliks yang paling terkenal di alam adalah heliks ganda dari molekul asam nukleat deoksiribosa (DNA). DNA adalah dasar molekuler dari genetika. Sudut heliks ganda yang unik sangat teratur sehingga struktur molekul dapat dilihat dengan menggunakan teknik kristalografi.

Secara matematis, heliks hanyalah jejak lingkaran dengan dimensi z yang meningkat. Koordinat Cartesian diberikan oleh: x = r cos t, y = r sin t, z = ct; di mana r adalah jari-jari dan 2 c adalah pitch atau jarak vertikal antara loop. Menurut teorema Lancret, jika r/c = konstanta, kurvanya berbentuk heliks. Dalam praktiknya, matematika desain sekrup cukup rumit, karena banyak parameter yang terlibat.