بحث هذه المدونة الإلكترونية

27‏/09‏/2026

منحنى الانزلاق (Glissette)

منحنى الانزلاق ((بالإنجليزية: Glissette)) هو منحنى هندسي يتولد من حركة منحنى متحرك ينزلق أو يتحرك بالتماس مع منحنيين ثابتين. ويمكن أن يكون المنحنى الناتج هو المحل الهندسي لنقطة ثابتة بالنسبة إلى المنحنى المتحرك، أو غلافا لمستقيم أو منحنى مرتبط به.

الإنشاء الهندسي

تُنشأ الغليزيتة من حركة منحنى أو قطعة هندسية متحركة تخضع لشروط تماس مع منحنيين ثابتين. ويمكن أن يكون الناتج محل نقطة ثابتة بالنسبة إلى الشكل المتحرك، أو غلافا للعنصر المتحرك.

قطعة مستقيمة تنزلق بين مستقيمين

حركة قطعة مستقيمة تنزلق بين مستقيمين متعامدين، وتوليد قطع ناقص بواسطة نقطة ثابتة عليها.

من أبسط الإنشاءات قطعة مستقيمة ثابتة الطول ينزلق طرفاها على مستقيمين متعامدين.

أثناء الحركة، تتغير مواضع القطعة مع بقاء طولها ثابتا. وإذا اختيرت نقطة ثابتة بالنسبة إلى القطعة، فإن هذه النقطة ترسم منحنى يكون في هذه الحالة قطعا ناقصا.

وهكذا يمكن إنشاء القطع الناقص دون البدء بمعادلته: يُحرّك المستقيم بحيث يبقى طرفاه على المستقيمين المتعامدين، ثم تُتبع نقطة ثابتة عليه. ويكون مجموع المواضع التي تمر بها النقطة هو المنحنى الناتج.

إذا كانت النقطة المختارة هي منتصف القطعة، يكون المحل دائرة.

غلاف القطعة المتحركة

غلاف المواضع المتعاقبة لقطعة مستقيمة تنزلق بين مستقيمين متعامدين، مكوّنا أسترويد.

يمكن في الإنشاء نفسه ألا نتتبع نقطة على القطعة، بل نتتبع **القطعة المتحركة نفسها**.

فالمواضع المتعاقبة للقطعة المستقيمة تشكل عائلة من المستقيمات، ويكون لها غلاف هو منحنى يسمى الأسترويد (astroid).

وبذلك تنتج الحركة الهندسية نفسها منحنيين مختلفين بحسب العنصر الذي نتتبعه:

  • نقطة ثابتة على القطعة المتحركة ← قطع ناقص.
  • القطعة المتحركة نفسها ← غلاف هو الأسترويد.

وهذا يوضح طبيعة الغليزيتة بوصفها نتيجة لحركة هندسية مقيدة، وليس مجرد منحنى يُعرّف بمعادلة.

العلاقة بين الغليزيتة (

roulette) والمنحنى المدحرج

ترتبط الغليزيتة ارتباطا وثيقا بمفهوم المنحنى المدحرج، إذ ينشأ كلاهما من حركة مستمرة لشكل هندسي في المستوى، ولكن مع اختلاف نوع الحركة.

في المنحنى المدحرج، تتحرك منحنى متحرك بالنسبة إلى منحنى ثابت عن طريق التدحرج عليه دون انزلاق، ويكون محل نقطة مرتبطة بالمنحنى المتحرك هو المنحنى المدحرج.

أما في الغليزيتة، فتتحرك منحنى أو قطعة هندسية بحيث تبقى على تماس أو تنزلق على منحنيين ثابتين أو أكثر. ويمكن أن يكون الناتج محل نقطة مرتبطة بالشكل المتحرك، أو غلافا لخط أو منحنى مرتبط به. ومن ثم يمكن التمييز بينهما هندسيا على النحو الآتي:

  • المنحنى المدحرج: الحركة الأساسية هي التدحرج على منحنى ثابت.
  • الغليزيتة: الحركة الأساسية هي الانزلاق مع الحفاظ على شروط التماس مع منحنيين ثابتين أو أكثر.

ومع ذلك، فالعلاقة بينهما أعمق من مجرد التشابه في طريقة التوليد؛ إذ يمكن في بعض الحالات تحويل مسألة غليزيتة إلى مسألة منحنى مدحرج، ولذلك تدرس الغليزيتات والمدحرجات معا في الهندسة الكلاسيكية للمنحنيات.


انظر أيضا

المراجع

  1. William H. Besant، Notes on Roulettes and Glissettes، الطبعة الثانية الموسعة، Deighton, Bell & Co.، كامبريدج، 1890، ص. 51.
  2. E. H. Lockwood، A Book of Curves، Cambridge University Press، كامبريدج، 1967، الفصل 20، الصفحات 160–165
  3. Robert C. Yates، A Handbook on Curves and Their Properties، J. W. Edwards، آن آربر، 1952، الصفحات 108–112. 

وصلات خارجية

26‏/09‏/2026

مخروطاني بلوكر (Plücker's conoid)

مخروطاني بلوكر ((الإنجليزية: Plücker's conoid)) هو سطح مسطر سُمّي نسبة إلى عالم الرياضيات الألماني يوليوس بلوكر. وهو حالة خاصة من مخروطاني قائم، ويُعرف أيضا باسم الإسفين المخروطي (conical wedge)، كما استُعمل له اسم الأسطواني (cylindroid)، إلا أن هذا الاسم قد يُستخدم أيضا للدلالة على الأسطوانة الإهليلجية، ولذلك فهو قد يكون ملتبسا.

مخروطاني بلوكر للحالة .

الإنشاء الهندسي

مخروطاني بلوكر سطح مسطر، أي يمكن توليده بواسطة حركة مستقيم يسمى المولد.

يُختار محور مستقيم ثابت، ثم يوضع عليه مستقيم مولد بحيث يكون عموديا على المحور. أثناء دوران المولد حول المحور، تتحرك نقطة تقاطعه مع المحور في الاتجاه الموازي للمحور، بحيث تصعد وتهبط بصورة دورية.

في مخروطاني بلوكر، يتم المولد دورة كاملة حول المحور بينما يتحرك صعودا وهبوطا مرتين. وتؤدي المواضع المتعاقبة للمولد إلى تكوين السطح بأكمله.

وبذلك يمكن تصور الإنشاء الهندسي على النحو الآتي:

  1. اختيار محور ثابت.
  1. وضع مستقيم مولد عموديا على المحور.
  1. تدوير المولد حول المحور مع بقائه عموديا عليه.
  1. تحريك نقطة تقاطع المولد مع المحور إلى أعلى وإلى أسفل أثناء الدوران.
  1. جعل المولد يصعد ويهبط مرتين أثناء إتمامه دورة كاملة حول المحور.
  1. تمثل المواضع المتعاقبة للمولد سطح مخروطاني بلوكر.

وبما أن جميع المولدات تقطع المحور بزاوية قائمة، فإن مخروطاني بلوكر يُصنف ضمن المخروطانيات القائمة.

حركة توليد مخروطاني بلوكر.

التمثيل الهندسي

يمكن فهم شكل مخروطاني بلوكر من خلال العلاقة بين حركتين متزامنتين: دوران المولد حول المحور، وحركته في الاتجاه الموازي للمحور.

عندما يدور المولد حول المحور، تتغير نقطة تقاطعه مع المحور بصورة دورية. وفي الحالة الخاصة لمخروطاني بلوكر، تتكرر الحركة الرأسية مرتين خلال دورة كاملة. لذلك تظهر على السطح طيات متكررة ومتناظرة حول المحور.

ولا تُعرّف هذه البنية بمجموعة من النقاط المنفردة، بل بمجموعة المواضع التي يأخذها المستقيم المولد أثناء حركته؛ ومن ثم فإن الخاصية الأساسية للسطح هي كونه سطحا مسطرا.

التعميم

يمكن تعميم مخروطاني بلوكر بتغيير عدد مرات صعود المولد وهبوطه أثناء دورة كاملة حول المحور. ويُرمز إلى عدد هذه التذبذبات بالعدد .

عندما يكون نحصل على مخروطاني بلوكر المعتاد. أما القيم الأخرى لـ فتنتج مخروطانيات قائمة ذات عدد مختلف من الطيات.

مخروطاني معمم للحالة .
مخروطاني معمم للحالة .

كما توجد رسوم متحركة في ويكيميديا كومنز توضح عملية توليد السطح مع تغير عدد الطيات.

التمثيل التحليلي

يمكن تمثيل مخروطاني بلوكر، باستخدام الإحداثيات الأسطوانية، بالمعادلات البارامترية التالية:

حيث يمثل زاوية دوران المولد حول المحور، بينما يمثل الموضع على المولد.

وتوضح هذه الصيغة التحليلية الإنشاء الهندسي: يدور المولد حول المحور، بينما يتغير ارتفاعه دوريا على طول المحور.

أما التعميم فيُعطى بالصيغة:

حيث يحدد عدد الطيات أو عدد التذبذبات أثناء دورة كاملة للمولد.

انظر أيضا

المراجع

  1. A. Gray, E. Abbena, S. Salamon, Modern Differential Geometry of Curves and Surfaces with Mathematica, الطبعة الثالثة، CRC Press، 2006.
  2. Vladimir Y. Rovenskii، Geometry of Curves and Surfaces with MAPLE، Birkhäuser، 2009، ص. 277