Arama

Kutupsal Koordinat Sistemi (Polar Koordinat Sistemi)

Güncelleme: 19 Aralık 2017 Gösterim: 11.130 Cevap: 5
ThinkerBeLL - avatarı
ThinkerBeLL
VIP VIP Üye
6 Ağustos 2009       Mesaj #1
ThinkerBeLL - avatarı
VIP VIP Üye

Kutupsal Koordinat Sistemi


Çeşitli açılarla bölünmüş kutupsal bir ızgara sistemi
Sponsorlu Bağlantılar
Ad:  Polar_graph_paper.svg.png
Gösterim: 451
Boyut:  13.5 KB

Matematikte kutupsal koordinat sistemi veya polar koordinat sistemi, noktaların birer açı ve Kartezyen koordinat sistemindeki orijinin eşdeğeri olup "kutup" olarak bilinen bir merkez noktaya olan uzaklıklar ile tanımlandığı, iki boyutlu bir koordinat sistemidir. Kutupsal koordinat sistemi, matematik, fizik, mühendislik, denizcilik, robot teknolojisi gibi birçok alanda kullanılır. Bu sistem, iki nokta arasındaki ilişkinin açı ve uzaklık ile daha kolay ifade edilebildiği durumlar için özellikle kullanışlıdır. Kartezyen koordinat sisteminde, böyle bir ilişki ancak trigonometrik formüller ile bulunabilir. Kutupsal denklemler, çoğu eğri tipi için en kolay, bazıları içinse yegâne tanımlama yöntemidir.

Tarihçesi
Antik Yunan Uygarlığı'nda açı ve yarıçap kavramlarının kullanıldığı bilinmektedir (MÖ 190 - 120). Her açı için kiriş uzunluklarını veren bir kiriş fonksiyonları tablosu oluşturulmuştur ve yıldızların konumlarını belirlemek için kutupsal koordinatlar kullanıldığına ilişkin kaynaklar bulunmaktadır. "Spiraller Üzerine" (On Spirals) adlı eserinde Arşimet, ünlü spiralini yarıçapın açıya bağlı olduğu bir fonksiyon olarak tanımlar. Bununla beraber, Yunan çalışmaları, koordinat sistemini tam olarak tanımlayamamıştır.
Kutupsal koordinatları resmî bir koordinat sisteminin parçası olarak ilk olarak kimin tanımladığına ilişkin farklı söylemler vardır. Konunun tarihçesi, Harvard profesörü Julian Lowell Coolidge'in "Kutupsal Koordinatların Kaynağı" (Origin of Polar Coordinates) adlı kitabında anlatılmıştır. Grégoire de Saint-Vincent ve Bonaventura Cavalieri yaklaşık aynı zamanda birbirinden bağımsız olarak kavramları oluşturmaya başlamıştır. Saint-Vincent, çalışmalarını 1625 yılında yazmış ve 1647 yılında yayınlamışken, Cavalieri de 1635 yılında kendi çalışmalarının ilk baskısını yapıp, 1653 yılında elden geçirilmiş bir sürümünü yayınlamıştır. Bir Arşimet spirali içindeki alanla ilgili bir problemin çözümünde kutupsal koordinat sisteminden ilk yararlanan Cavalieri olmuştur. Daha sonra Blaise Pascal, parabolik yayların uzunluğunu hesaplamak için kutupsal koordinatları kullanmıştır.
1671 yılında yazılmış ve 1736 yılında basılmış olan Method of Fluxions çalışmasıyla Isaac Newton, kutupsal koordinatlara bir düzlemdeki herhangi bir noktanın yerini saptama yöntemi olarak bakan ilk kişi olmuştur. Newton, kutupsal koordinatlar ve diğer dokuz koordinat sistemi arasındaki dönüşümleri incelemiştir. Acta eruditorum (1691) adlı çalışmasında Jacob Bernoulli, sırasıyla kutup ve kutupsal eksen olarak adlandırdığı bir nokta ve o noktanın üzerinde yer aldığı eksenden oluşan bir sistem kullanmıştır. Bu sistemde koordinatlar, kutba göre uzaklık ve kutup eksenine göre açı ile belirtilmiştir. Bernoulli'nin çalışması, bu koordinatlarla tanımlanmış eğrilerin eğim yarıçaplarını hesaplamaya kadar ilerlemiştir.
Gregorio Fontana'ya atfedilmiş olan kutupsal koordinatlar terimi, 18. yüzyıl İtalyan yazarları tarafından kullanılmıştır. Terimin İngilizce yayınlarda ilk yer alışı, George Peacock'ın Sylvestre François Lacroix'ya ait "Diferansiyel ve İntegral Hesaplamalar" (Differential and Integral Calculus) adlı kitabını çevirmesi ile 1816 yılında olmuştur.
Alexis Clairaut ve Leonhard Euler, kutupsal koordinat kavramının üç boyuta uyarlanmasında rol oynamışlardır.

Konu Başlıkları

  1. Kutupsal koordinatlar ile noktaların belirtilmesi
    • 1.1 Radyan ölçüsünün kullanımı
    • 1.2 Kutupsal ve kartezyen koordinatlar arası dönüşüm
  2. Kutupsal denklemler
    • 2.1 Çember
    • 2.2 Doğru
    • 2.3 Kutupsal gül
    • 2.4 Arşimet spirali
    • 2.5 Konik kesitler
    • 2.6 Diğer eğriler
  3. Calculus (Analiz)
    • 3.1 Diferansiyel hesaplama
    • 3.2 İntegral hesaplama
    • 3.3 Vektörel hesaplamalar
  4. Üç boyut
    • 4.1 Silindirik koordinatlar
    • 4.2 Küresel koordinatlar
  5. Uygulamalar
    • 5.1 Robot bilimi
    • 5.2 Havacılık
    • 5.3 Arşimet spirali
    • 5.4 Kepler'in gezegensel hareket kanunları

Son düzenleyen Safi; 19 Aralık 2017 22:23
Tanrı varsa eğer, ruhumu kutsasın... Ruhum varsa eğer!
ThinkerBeLL - avatarı
ThinkerBeLL
VIP VIP Üye
6 Ağustos 2009       Mesaj #2
ThinkerBeLL - avatarı
VIP VIP Üye
Kutupsal Koordinat Sistemi
1. Kutupsal Koordinatlar ile Noktaların Belirtilmesi
Sponsorlu Bağlantılar
(3, 60°) ve (4, 210°) noktaları
Ad:  CircularCoordinates.png
Gösterim: 591
Boyut:  5.1 KB

Tüm iki boyutlu koordinat sistemlerinde olduğu gibi, kutupsal koordinat sisteminde de iki koordinat vardır:
  1. r ("radyal koordinat" ya da "ışınsal koordinat")
  2. θ ("açısal koordinat", "kutupsal açı" ya da "yatay açı" ; bazen φ veya t ile gösterilir)
r koordinatı, kutuptan olan ışınsal uzaklığı; θ koordinatı ise noktanın üzerinde bulunduğu ışının, bazen "kutupsal eksen" de denilen 0° ışınından saat yönünün tersi yönündeki açısını ifade eder. 0° ışını, Kartezyen koordinat sisteminde "pozitif x ekseni" olarak bilinir olmakla beraber olmamakdatır.
Örneğin, kutupsal koordinatları (3, 60°) olan bir nokta, kutupsal eksene 60° açı ile duran ışın üzerinde kutuptan 3 birim uzaklıkta bulunur. Koordinatları (−3, 240°) olan nokta da aynı yerde gösterilecektir çünkü bir negatif ışınsal uzaklık, karşıt ışın üzerinde pozitif uzaklık olarak ölçülür (240° − 180° = 60°).
Kutupsal koordinat sisteminin Kartezyen koordinat sisteminde bulunmayan bir önemli özelliği, belli bir noktanın sonsuz sayıda farklı koordinat ile belirtilebilmesidir. Genel olarak, n herhangi bir tam sayı olmak üzere, herhangi bir (r, θ) noktası (r, θ ± n×360°) veya (−r, θ ± (2n + 1)180°) olarak gösterilebilir. Eğer bir noktanın r koordinatı 0 ise, o nokta θ koordinatından bağımsız olarak kutup üzerinde bulunur.

1.1. Radyan Ölçüsünün Kullanımı
Kutupsal sistemde açılar, genel olarak ya derece ya da radyan cinsinden ifade edilir ve bunun için de 2π rad = 360° dönüşümü kullanılır. Seçim çoğunlukla ihtiyaca bağlıdır. Denizcilik
uygulamalarında derece ölçüsü kullanılırken, dönüş mekaniği gibi bazı fizikuygulamalarında ise özellikle dairenin çevresinin (c) yarıçapına (r) oranına dayanan radyan ölçüsü kullanılır (c=2πr).

1.2. Kutupsal ve Kartezyen Koordinatlar Arası Dönüşüm
Kutupsal koordinatlar r ve θ, kartezyen koordinatlara şu şekilde dönüştürülebilir:

Ad:  kk_1.png
Gösterim: 322
Boyut:  435 Byte
Ad:  kk_2.png
Gösterim: 331
Boyut:  452 Byte
Bu iki formüle göre x ve y cinsinden elde edilen dönüşüm formülleri ise şöyledir:
Ad:  kk_3.png
Gösterim: 319
Boyut:  630 Byte
Ad:  kk_4.png
Gösterim: 323
Boyut:  924 Byte
Eğer x = 0 ve
  • y pozitifse, θ = 90° (π/2 rad);
  • y negatifse, θ = 270° (3π/2 rad) olur.

Son düzenleyen Safi; 19 Aralık 2017 22:24
Tanrı varsa eğer, ruhumu kutsasın... Ruhum varsa eğer!
ThinkerBeLL - avatarı
ThinkerBeLL
VIP VIP Üye
6 Ocak 2011       Mesaj #3
ThinkerBeLL - avatarı
VIP VIP Üye
Kutupsal Koordinat Sistemi
2. Kutupsal Denklemler
Kutupsal koordinatlar ile ifade edilmiş bir eğri denklemi "kutupsal denklem" olarak bilinir ve genellikle r, θ'nın bir fonksiyonu olarak yazılır.
Kutupsal denklemler değişik simetri biçimleri gösterebilir. Bir eğri,
  • eğer r(−θ) = r(θ) ise 0°/180° yatay ışınına göre,
  • eğer r(π−θ) = r(θ) ise 90°/270° dikey ışınına göre ve
  • eğer r(θ−α) = r(θ) ise saat yönünün tersinde, rotasyonel (dönel) olarak kutup noktasına göre α° kadar simetrik olacaktır.
r(θ) = 1 denklemi ile verilmiş çember
Ad:  150px-Circle_r%3D1.PNG
Gösterim: 282
Boyut:  16.3 KB
2.1. Çember
Merkezi (r0, φ) noktasında ve yarıçapı a olan herhangi bir çemberin genel denklemi şu şekildedir:
Ad:  55d4adcc32d4134dd9046281935fe4e6.png
Gösterim: 271
Boyut:  1.1 KB
Bu denklem özel durumlar için çeşitli yollarla basitleştirilebilir. Örneğin
Ad:  1883adf1e8c507ae499dc2a7853f47db.png
Gösterim: 303
Boyut:  449 Byte
merkezi kutup noktasında ve yarıçapı a olan çember için yazılmış denklemdir.

2.2. Doğru

Kutuptan geçen ışınsal doğrular şu denklemle gösterilir:
Ad:  74be14dd87d96f9c75bc4a7e6f537c10.png
Gösterim: 256
Boyut:  311 Byte
Burada φ, doğrunun eğim açısıdır ve m'nin kartezyen koordinat sistemindeki eğimi temsil ettiği
Ad:  9315fc5506f8253376ab2e1fdb4deb0e.png
Gösterim: 206
Boyut:  553 Byte
denklemi ile de ifade edilebilir.
Kutup noktasından geçmeyen herhangi bir doğru, ışınsal bir doğruya diktir.
θ = φ doğrusunu (r0, φ) noktasında dik kesen doğrunun denklemi ise şöyledir:
Ad:  7d251b2405680afab1429295e4310f29.png
Gösterim: 202
Boyut:  775 Byte

r(θ) = 2 sin 4θ denklemi ile verilmiş kutupsal gül şekli
Ad:  150px-Rose_r%3D2sin%284theta%29.PNG
Gösterim: 209
Boyut:  25.9 KB
2.3. Kutupsal Gül
Kutupsal gül, taç yapraklı bir çiçeği andıran ve sadece kutupsal bir denklem ile ifade edilebilen ünlü bir matematiksel eğridir. Şu denklemlerle tanımlanır:
Ad:  70d8db9fd576e4635a344ad2c5962b9a.png
Gösterim: 239
Boyut:  787 Byte
veya
Ad:  d94d4676d1cdb7c80cd0cc625f00f0eb.png
Gösterim: 222
Boyut:  752 Byte
a değişkeninin gülün yapraklarının uzunluğunu ifade ettiği bu denklemlerde eğer k bir tamsayı ise, k tek sayı olduğunda bu denklemler ile k-yapraklı bir gül ve çift sayı olduğundaysa 2k-yapraklı bir gül elde edilir. Eğer k tam sayı değilse, yaprak sayısı da tamsayı olmayacağı için, bir daire şekli oluşur. Dikkat edilmesi gereken nokta, bu denklemlerle 4'ün katlarının 2 fazlası (2, 6, 10, 14, ...) kadar sayıda taç yaprak elde etmenin mümkün olmadığıdır.
0 < θ < 6π için r(θ) = θ denklemi ile verilmiş Arşimet spiralinin bir kolu
Ad:  150px-Archimedian_spiral.PNG
Gösterim: 226
Boyut:  26.0 KB
2.4. Arşimet Spirali
Arşimet spirali, Arşimet tarafından keşfedilmiş ve gene yalnızca bir kutupsal denklem ile tanımlanabilen, ünlü bir spiraldir. Şu denklemle ifade edilir:
Ad:  b7ac6c6850cb64246ff3f848540602d9.png
Gösterim: 214
Boyut:  616 Byte
a değişkeninin değişimi spirali döndürürken, b değişkeni spiralin kolları arasındaki daima sabit olan uzaklığı kontrol eder. Arşimet spirali, θ > 0 ve θ < 0 değerleri için iki kola sahiptir. İki kol kutup noktasında birbirine düzgün biçimde bağlanır. Kollardan birinin 90°/270° doğrusu üzerinden ayna simetrisi alınırsa, diğer kol elde edilir.

2.5. Konik Kesitler

Semi-latus rectum mesafesinin gösterildiği bir elips
Ad:  Elps-slr.png
Gösterim: 333
Boyut:  4.0 KB

Büyük ekseni kutupsal eksen (0° ışını) üzerinde, bir odağı kutup noktasında ve diğer odağı da kutupsal eksen üzerindeki başka bir noktada bulunan bir konik kesit şu kutupsal denklem ile tanımlanır:
Ad:  2947d77045fb599e18dc4bf5ec04666f.png
Gösterim: 228
Boyut:  732 Byte
Burada e eksantriklik ve l de (semi-latus rectum) büyük eksene dik olarak bir odaktan eğriye kadar ölçülen uzaklıktır.
Denklem; e > 1 ise bir hiperbol, e = 1 ise bir parabol ve e < 1 ise bir elips oluşturur. e < 1 koşulunun özel bir durumu olarak e = 0 ise, yarıçapı l olan bir çember elde edilir.


2.6. Diğer Eğriler

Kutupsal koordinat sisteminin dairesel özelliği, birçok eğrinin Kartezyen biçimdense kutupsal bir denklemle çok daha kolay tanımlanmasını sağlar. Bu eğrilerin arasında lemniskatlar, ilmek eğrileri (limaçonlar) ve özel bir tip limaçon olan kardiyoidler vardır.
Son düzenleyen Safi; 19 Aralık 2017 22:24
Tanrı varsa eğer, ruhumu kutsasın... Ruhum varsa eğer!
ThinkerBeLL - avatarı
ThinkerBeLL
VIP VIP Üye
6 Ocak 2011       Mesaj #4
ThinkerBeLL - avatarı
VIP VIP Üye
Kutupsal Koordinat Sistemi
3. Calculus (Analiz)
Kutupsal koordinatlar ile ifade edilmiş denklemlere kalkulus (diferansiyel ve integral hesaplamalar) uygulanabilir.

3.1. Diferansiyel hesaplama

Bir r(θ) kutupsal eğrisine herhangi bir noktasından teğet olan doğrunun Kartezyen eğimini bulmak için, eğri öncelikle parametrelere bağlı bir denklem sistemi ile tanımlanır:
Ad:  154751a34ce9902d7da4f0c9c0ae3b4f.png
Gösterim: 240
Boyut:  663 Byte
Ad:  6105333365f9d31685c91be437a1a0a8.png
Gösterim: 222
Boyut:  646 Byte
Sonra, bu denklemlerin θ'ya göre türevlerinin alınmasıyla şu denklemler elde edilir:
Ad:  827fb93bcd91756f684c820da4e0dc4e.png
Gösterim: 242
Boyut:  1.1 KB
Ad:  281df200531bb3ba8b82106e3d57964d.png
Gösterim: 202
Boyut:  1.1 KB
Birinci denklemin ikinciyle bölünmesi sonucunda da eğriye (r, r(θ)) noktasında teğet olan doğrunun Kartezyen eğimine ait denklem elde edilir:
Ad:  07ec7d801684b3d67f909e16e4b6e7a4.png
Gösterim: 232
Boyut:  1.7 KB
3.2. İntegral hesaplama
0 < ba < 2π olmak üzere, r(θ) eğrisinin [a, b] kapalı aralığında kalan kısmının altında kalan alanı bulmak için, öncelikle eğri bir Riemann toplamı olarak tanımlanır.
  • İlk olarak, [a, b] aralığı n kadar alt aralığa bölünür (burada n, isteğe bağlı seçilmiş pozitif bir tam sayıdır). Böylece, her alt aralığın uzunluğunu temsil eden Δθ, aralığın tüm uzunluğunun (ba) alt aralık sayısına (n) bölümüne eşit olur.
  • Her i = 1, 2, …, n alt aralığı için θi'nin alt aralığın orta noktası olduğu kabul edilir ve merkezi kutupta, yarıçapı r(θi) ve merkezî açısı Δθ olan birer sektör çizilir.
  • Buna göre, çizilmiş her sektörün alanı şu denklemle verilebilir:
Ad:  fb2f5619a572830391f066b517c11e62.png
Gösterim: 183
Boyut:  638 Byte
  • Dolayısıyla, tüm sektörlerin toplam alanı da altta sunulan denklemle tanımlanır:
Ad:  835b814aa65151fe73db33d5be1aa4b0.png
Gösterim: 231
Boyut:  1.018 Byte
n alt aralıklarının sayısı ne kadar artarsa, söz konusu alanın ölçümü de gerçek alana o kadar çok yaklaşır. Böylece, [a, b] aralığındaki r(θ) eğrisinin altında kalan alan söyle tanımlanabilir:
Ad:  445ec508f4e39146725169146ea6c3b0.png
Gösterim: 196
Boyut:  1.1 KB
Bu ifade, aşağıdaki integralin Riemann toplamıdır:
Ad:  180a342535048b510b6c47ffd4888946.png
Gösterim: 248
Boyut:  1.002 Byte
3.3. Vektörel hesaplamalar
Hesaplamalar, denklemlerin kutupsal koordinatlar içinde ifade edilmesi ile bu koordinatlarda uygulanabilir.
Ad:  28ebd9df135b0bcfe8263a7a192aa2f7.png
Gösterim: 235
Boyut:  167 Byte, r ve θ t zamanına bağlı olmak üzere
Ad:  c4b8ee49e1b40380ab79c645bcba5566.png
Gösterim: 202
Boyut:  740 Byte
pozisyonundaki vektör olsun; Ad:  6c830bb397e1e9a06d4e8ad23f2ed83c.png
Gösterim: 218
Boyut:  189 Byte, Ad:  28ebd9df135b0bcfe8263a7a192aa2f7.png
Gösterim: 235
Boyut:  167 Byte yönündeki birim vektör ve Ad:  b33c04b5e90b302be4a6e3823b0fce8b.png
Gösterim: 210
Boyut:  233 Byte, Ad:  28ebd9df135b0bcfe8263a7a192aa2f7.png
Gösterim: 235
Boyut:  167 Byte için uygun açılardaki birim vektör olsun. Konumun birinci ve ikinci türevleri şunlardır:
Ad:  33d65d19869f5b9f1637af2da465801c.png
Gösterim: 233
Boyut:  743 Byte
Ad:  f7de281032da2135d706bba1a827bfed.png
Gösterim: 239
Boyut:  1.2 KB
Ad:  92555f9439ef4a54fcd65bd62f44f4ee.png
Gösterim: 224
Boyut:  225 Byte eğri üzerindeki bir noktayı odak alarak çizilen çizginin süpürdüğü alan olarak alındığında, limit içinde Ad:  f6f9a398c883cf0332e898c3004e2c3c.png
Gösterim: 219
Boyut:  292 Byte, Ad:  28ebd9df135b0bcfe8263a7a192aa2f7.png
Gösterim: 235
Boyut:  167 Byte ve Ad:  9cafd5c2e7085ec916526e072215be36.png
Gösterim: 204
Boyut:  246 Byte tarafından şekillendirilmiş paralelkenar alanının yarısıdır,
Ad:  f5454569074aeb863fea19320f1dcfee.png
Gösterim: 213
Boyut:  612 Byte
ve toplam alan Ad:  f6f9a398c883cf0332e898c3004e2c3c.png
Gösterim: 219
Boyut:  292 Byte'nın zamana göre integralinin alınması ile bulunur.
Son düzenleyen Safi; 19 Aralık 2017 22:24
Tanrı varsa eğer, ruhumu kutsasın... Ruhum varsa eğer!
ThinkerBeLL - avatarı
ThinkerBeLL
VIP VIP Üye
6 Ocak 2011       Mesaj #5
ThinkerBeLL - avatarı
VIP VIP Üye
Kutupsal Koordinat Sistemi
4. Üç Boyut
Kutupsal koordinat sistemi, biri silindrik koordinat sistemi ve diğeri de küresel koordinat sistemi olmak üzere, iki farklı koordinat sistemi ile üç boyuta genişletilir. Her iki sistem de iki boyutlu kutupsal koordinatları bir alt küme olarak kullanır.
Silindirik koordinatlar ile çizilmiş iki nokta
Ad:  CylindricalCoordinates.png
Gösterim: 372
Boyut:  6.1 KB
4.1. Silindirik Koordinatlar
Silindirik koordinat sistemi, düzlemden ayrı duran bir noktanın düzleme olan yüksekliğini ölçebilecek üçüncü bir koordinatı iki boyutlu kutupsal koordinat sistemine ekleyerek elde edilir. Bu, kartezyen koordinat sistemini üç boyuta genişletmek için kullanılana benzer bir yöntemdir. İki boyutlu kutupsal koordinat düzlemine dik duran ve kutup noktasından geçen üçüncü koordinat, genellikle h ile gösterilir dikdüzlemine Üçüncü koordinat genelde h ile gösterilir. Buna göre de üç silindirik koordinat, (r, θ, h) yazımı ile ifade edilir. Silindirik koordinatların Kartezyen koordinatlara dönüşümü şu şekilde olur:
Ad:  b37cc57f94ad2990b3aa494309496ee8.png
Gösterim: 192
Boyut:  437 Byte
Ad:  21ad67c7b81252d26bd18c7df0ef2321.png
Gösterim: 212
Boyut:  454 Byte
Ad:  e409c754b8356fae3b4dcc4ee118956e.png
Gösterim: 205
Boyut:  266 Byte
Küresel koordinatlar kullanılarak çizilmiş bir nokta
Ad:  250px-Spherical_Coordinates.png
Gösterim: 343
Boyut:  7.6 KB
4.2. Küresel Koordinatlar
Kutupsal koordinatlar, (ρ, φ, θ) koordinatları kullanılarak da üç boyuta genişletilebilir. Burada;
  • ρ, kutup noktasından olan uzaklık,
  • φ, z ekseninden olan açı ("eş enlem" (colatitude) ya da "zirve" (zenith) de denir; 0'dan 180°'ye kadar ölçülür) ve
  • θ da kutupsal koordinatlardaki gibi, x ekseninden olan açıdır.
"Küresel koordinat sistemi" olarak adlandırılan bu sistem, Dünya için kullanılan enlem ve boylam sistemine benzerdir:
  • enlem, φ'nin tümleyicisidir ve δ = 90° − φ eşitliğiyle belirlenir;
  • boylam da l = θ − 180° ile saptanır.
Küresel koordinat sistemini oluşturan üç koordinatın, Kartezyen sisteme dönüşümü şu şekildedir:
Ad:  11a7586fbf43fa6aba2cee610c52127a.png
Gösterim: 218
Boyut:  712 Byte
Ad:  8ea0eec0111b2153cd4e67367ea13a2e.png
Gösterim: 207
Boyut:  649 Byte
Ad:  ef3fadc51f7ace29890aad0e78ebcb4b.png
Gösterim: 212
Boyut:  512 Byte
Son düzenleyen Safi; 19 Aralık 2017 22:24
Tanrı varsa eğer, ruhumu kutsasın... Ruhum varsa eğer!
ThinkerBeLL - avatarı
ThinkerBeLL
VIP VIP Üye
6 Ocak 2011       Mesaj #6
ThinkerBeLL - avatarı
VIP VIP Üye
Kutupsal Koordinat Sistemi
5. Uygulamalar

5.1. Robot Bilimi

Hareket edebilen çoğu robot, seyir için kutupsal koordinat sistemini ya da onun biraz değiştirilmiş hâlini kullanır. Bu yapay zekâ için çok uygundur çünkü koordinat sisteminin merkezini (kutbunu) daima robotun o andaki konumu oluşturur. Dolayısıyla, robotun herhangi bir zamanda koordinat sisteminin neresinde olduğunu hesaplamasına gerek yoktur: tek gereken, hangi yönde ve ne kadar uzağa gideceğini belirlemesidir. Eğer robotlar kartezyen koordinat sistemini kulanarak yol alsalardı, hareket için gerekli uzaklık ve açı hesaplamaları için cebir ve trigonometri kullanmak gerekirdi. Oysa, kutupsal koordinat sistemindeki bir açı ile ifade edilen yön ile katedilmesi gereken uzaklık bilgisi, robotun tam istenen yere gitmesini sağlamak için yeterlidir.

5.2. Havacılık

Havalanan uçaklar, seyir için kutupsal koordinat sisteminin biraz değiştirilmiş bir çeşidini kullanırlar. Bu sistemde, genellikle "yön 360" (heading 360) olarak adlandırılan 0° ışını dikeydir ve açılar saatin tersi yönde değil, saat yönünde devam eder. Yön 360 manyetik kuzeye denk gelirken, 90, 180 ve 270 yönleri de sırasıyla manyetik doğu, güney ve batıya denk gelir.[16] Dolayısıyla, örneğin doğuya doğru 5 deniz mili kadar yol alacak bir uçak, yön 90 üzerinde 5 birim katedecek demektir.

5.3. Arşimet Spirali

Temelde iki Arşimet spiralinden oluşan sarmal kompresörün çalışma ilkesi
Ad:  Two_moving_spirals_scroll_pump.gif
Gösterim: 203
Boyut:  54.3 KB
Arşimet spiralinin gerçek dünyada pek çok uygulaması vardır. Örneğin, Arşimet spirali şekilli ve birbirinin içine geçmiş aynı büyüklükteki iki sarmal, sıvı ya da gaz gibi akışkanları pompalamak ya da sıkıştırmak için kullanılan sarmal kompresörlerin temelini oluşturur. Sarmallardan biri sabit dururken, diğeri kendi çevresinde dönmemek üzere merkez dışı (eksantrik) bir dönüş hareketi yapar ve akışkanı iki sarmalın duvarları arasında sıkıştırarak ilerletir.
Gramofon plakların çok erken dönemlerinde, plak üzerindeki oluklar bir Arşimet spirali oluşturacak şekilde açılır ve bu şekilde, olukların birbirlerinden eş uzaklıkta durmaları sağlanarak, bir plağın üstüne en çok miktarda müzik kaydedilmeye çalışılırdı. Ancak sonraları, daha iyi ses kalitesi elde edebilmek için bu uygulamadan vazgeçilmiştir.

5.4. Kepler'in Gezegensel Hareket Kanunları

Kepler'in ikinci kanunu
Ad:  Kepler-second-law.png
Gösterim: 278
Boyut:  2.6 KB
Kutupsal koordinatlar, Kepler'in gezegensel hareket kanunları için doğal bir ifade yöntemi sağlar. Kepler'in birinci kanununa göre, bir yıldız çevresindeki bir gezegenin yörüngesi, bir odağı sistemin kütle merkezinde oturan bir elipstir. Bu elipsi ifade etmek için, yukarıdaki "Konik kesitler" bölümünde verilmiş olan denklem kullanılabilir.
Kepler'in ikinci kanunu olan "eşit alanlar kanunu" ise şunu söyler: "bir gezegen ile onun yıldızını birleştiren bir doğru, eşit zaman aralıklarında birbirine eşit alanlar tarar"; yani, Ad:  b88e68c1a1daa3f315c8f45e2e596aaf.png
Gösterim: 205
Boyut:  399 Byte sabittir. Bu denklemler Newton'un hareket kanunlarından elde edilebilir ve kutupsal koordinatların kullanıldığı tam bir türetme, Kepler'in gezegensel hareket yasaları maddesinde sunulmuştur.
Son düzenleyen Safi; 19 Aralık 2017 22:24
Tanrı varsa eğer, ruhumu kutsasın... Ruhum varsa eğer!

Benzer Konular

19 Aralık 2017 / Mystic@L Matematik
11 Mayıs 2014 / savasci_tanrica Cevaplanmış
19 Aralık 2017 / ThinkerBeLL Coğrafya
16 Ekim 2012 / Efulim Matematik