Válec
Válec je v prostorové geometrii těleso, vymezené dvěma rovnoběžnými podstavami a pláštěm. Plášť je rozvinutelná plocha, všechny povrchové (tvořící) přímky pláště jsou rovnoběžné a pokud jsou k podstavám kolmé, hovoříme o kolmém válci. V opačném případě se jedná o válec kosý. Vzdálenost mezi podstavami se nazývá výška válce. Vzdálenost mezi dvěma podstavami podél pláště (tj. podél povrchové přímky) se nazývá strana válce.
Je-li podstavou kruh, pak válec označíme jako kruhový. Kolmý kruhový válec nazýváme rotačním válcem. Přímku procházející středy obou podstav rotačního válce nazýváme osou rotace.
Rotační válec
Nejčastěji se válcem rozumí rotační válec, kolmý válec, jehož podstavou je kruh. Má také řadu různých aplikací.
Válcová plocha a prostor
Jednoduchou představu rotačního válce lze rozšířit a zobecnit. Mějme jednoduchou uzavřenou křivku , která leží v rovině. Body, které leží na vzájemně rovnoběžných přímkách procházejících libovolným bodem křivky , tvoří válcovou plochu. Část prostoru ohraničená válcovou plochou se nazývá válcový prostor.
Rovnice
Válcová plocha (kvadratický válec) bývá označována podle řídící křivky.
Eliptický kvadratický válec
Eliptický kvadratický válec lze vyjádřit rovnicí
Řídící křivkou eliptického válce je elipsa ležící v rovině s rovnicí a tvořící přímky válce jsou rovnoběžné s osou .
Pro se jedná o rotační válec s osou rotace .
Hyperbolický kvadratický válec
Hyperbolický kvadratický válec lze vyjádřit rovnicí
Řídící křivkou hyperbolického válce je hyperbola ležící v rovině s rovnicí a tvořící přímky válce jsou rovnoběžné s osou .
Parabolický kvadratický válec
Parabolický kvadratický válec lze vyjádřit rovnicí
Řídící křivkou parabolického válce je parabola ležící v rovině s rovnicí a tvořící přímky válce jsou rovnoběžné s osou .
Obecný válec
Obecnou válcovou plochu, jejíž řídící křivka leží v rovině a má rovnici , a její tvořící přímky jsou rovnoběžné s osou , lze zapsat rovnicí
Obecně lze říci, že pokud v rovnici plochy chybí jedna z proměnných, pak se jedná o rovnici válcové plochy, jejíž tvořící přímky jsou rovnoběžné s osou, která odpovídá chybějící proměnné, a jejíž řídící křivka má stejnou rovnici jako daná plocha a leží v rovině kolmé k tvořícím přímkám.
Jsou-li tvořící přímky rovnoběžné s vektorem , pak lze rovnici válcové plochy převést na tvar
Vlastnosti
Objem válce určíme ze vztahu
- ,
kde je obsah podstavy a je hloubka válce.
Obsah povrchu válce je dán vztahem
- ,
kde je obsah podstavy a je obsah pláště válce.
Odkazy
Literatura
- Ottův slovník naučný, heslo Válec. Sv. 26, str. 351
Související články
- Geometrický útvar
- Kvadratická plocha
- Oblá tělesa
- Mnohostěn
- Kruh
- Válcová soustava souřadnic
Externí odkazy
- Obrázky, zvuky či videa k tématu válec na Wikimedia Commons
- Slovníkové heslo válec ve Wikislovníku
- Povrch válce na MATHguide
- Objem válce na MATHguide
- Spinning Cylinder na Math Is Fun
- Objem válce animace na Math Open Reference
- Řez válcem