ROBERVAL Y PASCAL

Su  Parábola...!!! 

Por último presentamos un resultado demostrado por Roberval usando movimientos, quizá como más abajo, y demostrado rigurosamente, a la manera de Arquímedes, por Pascal en 1658.

En la figura siguiente, prolongamos el arco (naranja) HF en linea recta hasta un punto J tal que la longitud JF es la mitad de la longitud del arco HF.

Al mover H sobre la espiral, el punto J describe una parábola porque la longitud del arco HF, y por tanto JF, aumenta doblemente con el aumento de AF (una vez por aumentar el radio y otra por el ángulo, que aumenta en la misma proporción que el radio), es decir JF aumenta proporcionalmente al cuadrado de AF.

El resultado de Roberval y Pascal es:

8963625296?profile=original

  • La longitud del arco verde de la espiral (arco AH) es igual a la longitud del arco rojo de la parábola (arco AJ).

Además se cumple que:

  • El área encerrada en el perímetro verde es igual al area encerrada en el perímetro rojo.

Demostramos que al mover el punto H sobre la espiral, el punto J se mueve en cada instante a la misma velocidad que el punto H:

Descomponemos el vector velocidad del punto H de la espiral en 2 componentes rectangulares: uno con la dirección del radio vector y otro perpendicular a éste.

Como la tangente a la espiral tiene la dirección de la suma de las componentes rectangulares, éstas estarán en la misma proporción que la que hay entre AH y AC, donde AC es la subtangente polar.

Descomponemos el vector velocidad del punto J de la parábola en 2 componentes rectangulares: uno con la dirección de KJ y otro con la de FJ.

Como la tangente a la parábola tiene la dirección de la suma de las componentes, éstas estarán en la misma proporción que la que hay entre KJ y KM, donde M es la intersección de la tangente con el eje de la parábola.

Pero KJ = AH, y KM = 2\ FJ, por la propiedad de las tangentes a la parábola, arcoHF = 2\ FJ, por la construcción de la parábola, y arcoHF = AC, por la propiedad de la subtangente polar de la espiral.

Por tanto, en cada instante la razón entre los componentes de la velocidad es la misma para H y para J.

Como al moverse H la componente en la dirección AH es igual en magnitud a la componente de J en la direción KJ, resulta que en cada instante la magnitud de la velocidad de H es la misma que la de J y por tanto H y J recorren longitudes iguales entre los mismos instantes.

El área encerrada en el perímetro verde es igual al área encerrada en el perímetro rojo porque ésta es igual a la tercera parte del rectángulo AFJK y éste es igual al sector AFH (que es igual a los triángulos AHC y KJM), y Arquímedes demostró que el área del sector AFH es el triple del área barrida al generar la espiral.


Creado por Bechy en 2010