降速曲線

認識擺線

認識擺線 (On the Cycloid)
國立臺灣師範大學數系趙文敏教授/國立臺灣師範大學數系趙文敏教授責任編輯

摘要:在圓錐曲線發現之後,受到科學家們最多關注的曲線應該算是擺線了,它曾經引起許多科學家的競爭與爭吵,有人甚至把它比喻成古希臘時代特洛依戰爭中的海倫,本文介紹擺線的歷史與一些性質。

何謂擺線

在夜晚的路上,當一輛腳踏車從你面前疾馳而過時,如果車輪上掛著一個小燈泡,你可曾注意到小燈泡在前進過程中描繪出什麼樣的線條?

腳踏車在路上前進,車輪像一個圓,前進的路在一直線上,所以,腳踏車的前進可看成是一個圓在一直線上作沒有滑動的滾動。當一圖形在一曲線上作沒有滑動的滾動時,圖形上的每一個點在滾動過程中﹐都會描繪出一條曲線,這種曲線稱為「旋輪線」(roulette)。選擇不同的圖形、不同的曲線與不同的點,可以得出許多不同的旋輪線,我們舉出幾個例子如下。