Кіріспе
Секторлы компас - екі шаршылы билеушіден тұратын математикалық құрал Секторлы компас, сондай-ақ секторлық ереже, пропорционалдық компас немесе әскери компас деп аталады, ол он алтыншы ғасырдың соңынан он тоғызыншы ғасырға дейін қолданылған негізгі есептеу құралы болды. Бұл - екі бірдей ұзындықтағы, шарнирмен жалғастырылған екі билік құралы. Құралға әр түрлі математикалық есептеулерді жеңілдететін бірнеше таразылар жазылған. Ол пропорция, көбейту және бөлу, геометрия және тригонометрия мәселелерін шешу үшін, сондай-ақ квадраттық түбірлер мен кубтік түбірлер сияқты әртүрлі математикалық функцияларды есептеу үшін пайдаланылды. Оның бірнеше масштабында атыс, геодезиялық зерттеу және навигациялық мәселелерді оңай және тікелей шешуге мүмкіндік болды. Сектор өзінің атауын Евклидтің алтыншы кітабының төртінші ұйғарымынан алады, онда ұқсас үшбұрыштардың ұқсас жақтары пропорционалды екендігі дәлелденген. Кейбір секторларда квадрант, кейде бір аяқтың соңында қыспақ орнатылған, бұл құрылғыны мергендік квадрант ретінде пайдалануға мүмкіндік берді.
sector compasses
The sector, also known as a sector rule, proportional compass, or military compass, was a major calculating instrument in use from the end of the sixteenth century until the nineteenth century. It is an instrument consisting of two rulers of equal length joined by a hinge. A number of scales are inscribed upon the instrument which facilitate various mathematical calculations. It was used for solving problems in proportion, multiplication and division, geometry, and trigonometry, and for computing various mathematical functions, such as square roots and cube roots. Its several scales permitted easy and direct solutions of problems in gunnery, surveying and navigation. The sector derives its name from the fourth proposition of the sixth book of Euclid, where it is demonstrated that similar triangles have their like sides proportional. Some sectors also incorporated a quadrant, and sometimes a clamp at the end of one leg which allowed the device to be used as a gunner's quadrant.
Тарих
Секторды 17 ғасырдың басына дейін әртүрлі адамдар бір мезгілде және тәуелсіз ойлап тапты. Фабрицио Морденте (1532 - 1608 жж.) - итальяндық математик. Ол "саралық сегіз бұрышты компасты" ойлап тапқандығымен танымал. 1567 жылы ол Венецияда өзінің құрылғысының суреттерін көрсететін бір парақты трактат жариялады. 1585 жылы Джордано Бруно Морденте компасын Аристотельдің шексіз кішкентайлардың теңестірілмеушілігі туралы гипотезасын жоққа шығару үшін қолданды, осылайша өзінің атомдық теориясының негізін қалаған "минималдың" бар екенін растады. Гвидобальдо дель Монте 1670 жылы "полиметриялық компасты" жасады, оның ішінде тұрақты көпбұрыштарды салу шкаласы бар. Италиялық астроном Галилео Галилей 1590 жылдары қосымша масштабтарды қосты және 1606 жылы бұл тақырыпта кітап жариялады. Галилей секторы бастапқыда әскери мақсатта жасалған, бірақ жалпы мақсаттағы есептеу құралына айналды. Англияда ең ерте кездегі екі секторды Роберт Бекит пен Чарльз Уитвелл жасаған, екеуі де 1597 жылы. Бұл ағылшын математигі Томас Худтың 1598 жылы жазған кітабында берілген құрылғының сипаттамасына қатты ұқсайды. Худ сипаттаған сектор геодезиялық аспап ретінде пайдалануға арналған және оған аспапты бағанаға немесе бағанаға бекіту үшін көздеу және монтаждау тұйығы, сондай-ақ доғалық шкала және қосымша жылжымалы аяқ кіреді. 1600-ші жылдары британдық математик Эдмунд Гунтер қосымша құралдарды тастап, Меркатор проекциясындағы ендіктердің арақашықтығына пропорционалды бөліністермен меридиан сызығын қоса отырып, қосымша шкалаларды қосты, сонымен қатар оның құрылысы мен қолданылуын түсіндіретін латын қолжазбасын жеке таратты. Гюнтер бұл шығарманы 1623 жылы ағылшын тілінде De Sectore et Radio деп жариялады.
Galileo секторы
Галилей өзінің секторын 1590-шы жылдардың басында артиллерияшы үшін құрал ретінде дамытты. 1597 жылы ол әлдеқайда кең қолданыста болатын құралға айналды. Мысалы, оны түзу сызықтар мен жартылай шеңберлер комбинациясынан жасалған кез келген жазық фигураның ауданын есептеу үшін қолдануға болады. Галилей өз секторын Евклидтің "Элементтер" еңбегінде қарастырылған кез келген пішіннің ауданын есептеу үшін пайдалануға болатындығын жақсартуға бел буған. Ол үшін айналмалы сегменттердің ауданын есептеу мүмкіндігіне ие болу керек еді. Бұл мәселені шешу үшін оған бір жылдан астам уақыт қажет болды. Бүгінгі күні біз "Галилео секторы" деп атаған аспап - бұл қосымша мүмкіндіктері бар нұсқасы, оны 1599 жылы аспап жасаушы Марк'Антонио Маццоленидің көмегімен шығара бастады. Галилео Маццолени мен оның отбасын баспанамен қамтамасыз етіп, оған 35 лиралық сату бағасының үштен екісін төледі; Галилео аспапты қолдануды үйрету курсына 120 лира төлейді, бұл білікті шебердің жылдық жалақысының жартысы. Оның клиенттерінің көбісі бай дворяндар, соның ішінде архидюк Фердинанд болды. Барлығы жүзден астам дана жасалды, бірақ бүгінде олардың үшеуі ғана сақталған: біреуі Гарвард университетінің Путнам галереясында, біреуі Миландағы Кастелло Сфорческо декоративтік өнер музейінде және біреуі Флоренциядағы Галилео музейінде. Галилей өзінің 1606 жылғы нұсқаулығында сектормен 32 түрлі есептеуді қалай орындау керектігін сипаттады. Кіріспеде Галилей секторды жасаудағы ниеті математиканы оқымаған адамдарға күрделі есептеулерді математикалық мәліметтерді білместен орындауға мүмкіндік беру екенін жазды. Секторды компас деп аталатын бөлгішпен бірге қолданды. Сектордың әр қолдығында алдыңғы жағында төрт, артқы жағында үш сызық бар, ал півоттың бөлгіш нүктесін қабылдайтын шұңқыры бар. Әр қолдың сызықтары мен тарақшалары бірдей, және олар ішкі шеттен сыртқы шетке қарай жылжығанда бірдей ретпен орналасады, осылайша жеті жұп сызық пайда болады. Барлық есептеулерді бес өте қарапайым қадамның біріктірілуімен орындауға болады: бөлгішпен бір ұзындықты, бөліністі немесе нысанның енін өлшеу; сектордың қолын ашу және екі сәйкес нүктелердің арасындағы қисық аралықты бөлушіге дейін; секторды біршама бөлу кезінде екі сәйкес нүктелердің арасындағы қисық аралықты өлшеу; қисық аралықтар бөлгішпен ажыратуға сәйкес келетін нүктедегі шкалалардың бірінен мәнді оқу; және піворттан қашықтық бөлгішке сәйкес келетін шкаладан мәнді оқу. Галилей таразылардың қалай жасалғанын сипаттамады, ол мұны коммерциялық құпия деп санайды, бірақ егжей-тегжейін анықтауға болады. Шамамен таңбалау шамамен 1% дәлдікпен орналастырылды.
Арифметикалық сызықтар
Аспаптың ең ішкі шкалалары арифметикалық прогрессиядағы бөлінісі бойынша арифметикалық сызықтар деп аталады, яғни сызықтық шкала. Галилей мұражайының секторы 16-дан 260-ға дейін белгіленеді. Егер біз ұзындықты орттан деп атасақ, онда екі белгі берілген, олардың ұзындығы мен қатынасы сандардың қатынасына пропорционалды. Қазіргі заманғы жазуда: Галилей бұл шкалаларды сызықты тең бөліктерге бөлу үшін, сызықтың кез келген бөлігін өлшеу үшін, фигураның немесе картаның масштабталған нұсқасын қалай жасау керектігін, Евклидтің алтын ережесін (үш ережесі деп те аталады) қалай шешу керектігін, бір валютадағы құнды басқа валютадағы құндылыққа қалай айналдыру керектігін және инвестицияның құрама құнын қалай есептеу керектігін сипаттайды. Мысалы, инвестицияның құрама құнын есептеу тәртібі мынадай. Егер бастапқы инвестиция P0 болса, бөлгішті арифметикалық сызықтардағы P0 нүктесінде белгіленген нүктеге дейін півоттен қашықтыққа орнатыңыз. Құралды ашып, арифметикалық сызықтардағы 100100 нүктесіндегі көлденең арақашықтықты дәл өлшенген арақашықтыққа P0-ға қойыңыз. Егер кезеңдегі пайыздық мөлшерлеме 6% болса, онда бөлгішті көлденең арақашықтыққа 106 106 деп белгілеңіз. Бөлгішті півортқа қойып, екінші ұшы арифметикалық сызықтарда қайда түсетінін қараңыз. Бұл - бірінші кезеңнің соңында салынған инвестицияның құны. Енді көлденең арақашықтықты 100 100 қайтадан ағымдағы бөлгішпен бөліп қойыңыз және қажетті кезеңдер бойынша процедураны қайталаңыз.
Galileo describes how to use these scales to divide a line into a number of equal parts, how to measure any fraction of a line, how to produce a scaled version of a figure or map, how to solve Euclid's Golden Rule (also called the Rule of Three), how to convert a value in one currency into the value in another currency, and how to calculate the compounded value of an investment. As an example, the procedure for calculating the compounded value of an investment is as follows. If the initial investment is P0, set the divider to the distance from the pivot to the point marked at P0 on the arithmetic lines. Open the instrument and set the crosswise distance at the point 100–100 on the arithmetic lines to the distance just measured to P0. If the interest rate for the period is say 6%, then set the divider to the crosswise distance at 106 106. Place the divider at the pivot, and see where the other end falls on the arithmetic lines. This is the value of the investment at the end of the first period. Now set the crosswise distance at 100 100 again to the current divider separation and repeat the procedure for as many periods as needed.
Геометриялық сызықтар
Келесі сызықтар жиынтығы геометриялық сызықтар деп аталады, олар 1 -ден 50 -ге дейінгі шкалада нөмірленеді, ұзындығы квадрат түбірге пропорционал, геометриялық деп аталады, өйткені олар геометриялық ортаны табу және жазықтық фигуралардың аудандарымен жұмыс істеу үшін қолданылады. Егер біз ұзындықты орттан деп атасақ, онда: Галилей жаңа фигураның бастапқыға берілген ауданы қатынасы бар фигураны масштабтауға осы сызықтарды қалай қолдану керектігін, екі ұқсас фигураның ауданы қатынасын қалай өлшеу керектігін, ұқсас фигуралар жиынтығын басқа ұқсас фигураға қалай біріктіру керектігін, нәтижесінде жиынтықтың жиынтық ауданы бар, екі ұқсас фигураның ауданындағы айырмашылыққа тең болатын ұқсас фигураны қалай құру керектігін, санның квадрат түбірін қалай табу керектігін, N солдаттарды қатарлар мен бағандар ара қатынасы белгілі бір мәнге ие болатын торға қалай орналастыру керектігін және екі санның геометриялық орталығын қалай табу керектігін сипаттайды. Мысалы, ұқсас фигуралар жиынтығының біріктірілген ауданы бар ұқсас фигураны жасау тәртібі мынадай: Ең үлкен фигураның бір жағын таңдап, оның ұзындығын бөлгішпен өлшеңіз. Секторды ашып, геометриялық сызықтардағы аралық қашықтықты бөлгішпен аралық мәнге қойыңыз, кез келген сан болады, айталық, 20. Содан кейін басқа суреттердің әрқайсысында сәйкес келетін жақтың ұзындығын өлшеңіз және геометриялық сызықтың масштабтық мәнін оқыңыз, онда көлденең арақашықтық осы ұзындыққа сәйкес келеді. Барлық өлшемдерді қосып, бастапқыда белгіленген 20 санды қосайық. Геометриялық сызықтардағы жиынтық мәннен көлденең арақашықтықты өлшеңіз. Бұл санның жиынтық ауданы бар санның бүйірінің ұзындығы болады. Содан кейін арифметикалық шкаланы қолданып, барлық басқа жақтарының ұзындығын ең үлкен фигураға сәйкес келтіре аласыз. Бұл әдіс түзу сызықтардан жасалған кез келген жабық фигура үшін жұмыс істейді. Квадрат түбірді есептеу тәртібі радиканттың мөлшеріне байланысты өзгереді. "Орташа" сан үшін ("5000-ге жуық") арифметикалық сызықтарда 40 деп белгіленген нүктеге дейін орттан арақашықтығын өлшеуден бастаңыз және геометриялық сызықтарда сектордың көлденең арақашықтығын осы арақашықтыққа 1616 етіп орнатыңыз. Содан кейін санды 100-ге бөліп, оны ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектеп алыңыз. Мысалы 8679 87 болады. Егер бұл сан 50-ден үлкен болса (геометриялық сызықтар шкаласындағы ең үлкен мән), онда оны азайту керек, бұл мысалда, мүмкін, 3-ке бөлініп, 29-ды алу керек. Кейін геометриялық сызықтардағы көлденең арақашықтықты 29 деп өлшеңіз, арифметикалық сызықтардағы бұл арақашықтық бейнелейді Біздің сан секторына сәйкес келуі үшін қысқартылғандықтан, біз ұзындығын жоғарыға қарай масштабтауымыз керек Біз кез-келген ыңғайлы мәнді таңдай аламыз, мысалы, 10, секторының көлденең арақашықтығын 10 бөлгішпен бөліп, содан кейін геометриялық сызықтардағы көлденең арақашықтықты өлшеңіз, содан кейін бөлгішті арифметикалық сызықтармен салыстырып өлшеңіз, ол жеткілікті жақын болады 100 шамасында кіші санның квадрат түбірін есептеу тәртібі қарапайым: біз бастапқыда 100 бөлмеуді мазалаймыз, бірақ басқа жағдайда бірдей процедураны орындаймыз. Соңында, алынған квадрат түбірді 10-ға бөліңіз. "Үлкен" сандар үшін ("шамамен 50 000") секторды геометриялық сызықтарда 1010-ға қиылыстырып, арифметикалық сызықтарда 100 нүктедегі півоттен арақашықтықты белгілеңіз. Санды 1000-ға бөліп, оны ең жақын бүтін санға дейін дөңгелетіңіз. Содан кейін бұрынғыдай процедураны орындаңыз. Галилео одан әрі басшылық бермейді, не жетілдірмейді. Берілген сан үшін қандай процедураны қолдану керектігін білу біраз ойлануды және белгісіздіктің таралуына деген бағаны қажет етеді.
Galileo describes how to use these lines to scale a figure such that the new figure has a given area ratio to the original, how to measure the area ratio of two similar figures, how to combine a set of similar figures into another similar figure such that the resulting figure has the combined area of the set, how to construct a similar figure that has area equal to the difference in area of two other similar figures, how to find the square root of a number, how to arrange N soldiers into a grid where the ratio of rows to columns is some specified value, and how to find the geometric mean of two numbers. As an example, the procedure for producing a similar figure that has the combined area of a set of similar figures, is as follows: Choose a side in the largest figure and measure its length with a divider. Open the sector and set the crosswise distance at some intermediate value on the geometric lines to the divider separation, any number will do, say 20. Then measure the length of the corresponding side in each of the other figures, and read the Geometric Line scale value where the crosswise distance matches these lengths. Add together all the scale readings, including the 20 we originally set. At the combined value on the geometric lines, measure the crosswise distance. This will be the length of the side of the figure that has the combined area of the set. You can then use the arithmetic scale to scale all the other side lengths in the largest figure to match. This procedure will work for any closed figure made from straight lines. The procedure for calculating a square root varies depending on the size of the radicand. For a "medium" number ("in the region of 5,000"), start by measuring the distance from the pivot to the point marked 40 on the arithmetic lines, and setting the crosswise distance of the sector at 16–16 on the geometric lines to this distance. Next take your number and divide by 100, rounding to the nearest integer. So for example 8679 becomes 87. If this number is greater than 50 (the largest value on the geometric lines scale) then it must be reduced, in this example perhaps divided by 3 to make 29. Next measure the crosswise distance on the geometric lines at 29, this distance on the arithmetic lines represents Because our number was reduced to fit on the sector, we must scale the length up by We can choose any convenient value, e. g. 10, setting the sector crosswise distance at 10 to the divider separation, and then measure the crosswise distance at 30 on the geometric lines, then place the divider against the arithmetic lines to measure which is close enough to
The procedure for calculating the square root of a “small” number, a number “around 100”, is simpler: we don't bother dividing by 100 at the beginning but otherwise perform the same procedure. At the end, divide the resulting square root estimate by 10. For "large" numbers ("around 50,000"), set the sector crosswise at 10–10 on the geometric lines to the distance from the pivot to the point at 100 on the arithmetic lines. Divide the number by 1000 and round to the nearest integer. Then follow a similar procedure as before. Galileo provides no further guidance, or refinement. Knowing which procedure to use for a given number requires some thought, and an appreciation for the propagation of uncertainty.
Стереометриялық сызықтар
Стереометриялық сызықтар стереометрияға, яғни үш өлшемді нысандардың геометриясына қатысты болғандықтан, осылай аталады. Масштаб 148 деп белгіленеді, ал півоттың қашықтығы текше түбірге пропорционал. Егер біз ұзындықты айтсақ, онда бұл сызықтар геометриялық сызықтарға ұқсас жұмыс істейді, тек олар аумақтарға емес, көлемдерге қатысты. Галилей осы сызықтарды ұқсас қатты денеде сәйкес келетін жақтың ұзындығын табу үшін қалай қолдануға болатынын сипаттайды, онда қатты денеде бастапқыға берілген көлемді қатынас бар, сәйкес келетін жақтарының жұбының ұзындығы берілген екі ұқсас қатты денелердің көлемді қатынасын қалай анықтауға болады, басқа ұқсас қатты денелердің жиынтығының біріктірілген көлемін қамтитын ұқсас қатты дене жақтарының ұзындығын қалай табуға болады, санның кубтық түбірін қалай табуға болады, екі санның арасындағы екі аралық мәнді қалай табуға болады және берілген масштабтау коэффициенті үшін және тікбұрышты кубоидпен бірдей көлемді кубтың жағын қалай табуға болады (шаршықты бұрышты қорап). Галлилео әдісі бойынша, алдымен геометриялық сызықтар арқылы екі жақтың геометриялық ортасын табу керек. Күштік түбірлерді есептеу әдісі квадрат түбірлерді есептеу әдісіне ұқсас, бірақ ол тек 1000 немесе одан жоғары мәндер үшін ғана қолданылады. "Орташа" сандар үшін секторды стереометриялық сызықтарда 64х64-ке, арифметикалық сызықтарда 40 белгісі қойылған нүктеге дейінгі арақашықтыққа қарай орнатамыз. Сосын соңғы үш цифрды алып тастаймыз, егер 500-ден артық болса, қалғанға бір санды қосамыз. Біз стереометриялық сызықтардағы қисық қашықтықты қалдық мәнінде өлшейміз, содан кейін оны арифметикалық сызықтармен салыстырып, текше түбірін табамыз. Бұл жерде масштабын өзгертпей-ақ ең көп 148 мың адам жұмыс істей алады. "Үлкен" сандар үшін секторды 100×100 стереометриялық сызықтарда 100 нүктеге дейінгі арақашықтыққа арифметикалық сызықтарда 100 нүктеге дейін орнатамыз және үш цифрды тастаудың орнына төрт цифрды тастаймыз. Бұл құрылғыда қайта масштабтамай-ақ 10 000-нан 1480 000-ға дейін сандар болады. Практикалық қолдану үшін, сіз 148,000-ге дейінгі барлық мәндер үшін орташа сандық әдісті қолдануыңыз керек, олар 10,000-дің еселісінің шамамен 2% -ы ішінде емес.
These lines operate in an analogous way to the geometric lines, except that they deal with volumes instead of areas. Galileo describes how to use these lines to find the corresponding side length in a similar solid where the solid has a given volume ratio to the original, how to determine the volume ratio of two similar solids given the lengths of a pair of corresponding sides, how to find the side lengths of a similar solid that has the combined volume of a set of other similar solids, how to find the cube root of a number, how to find the two values intermediate between two numbers and such that , and for a given scaling factor , and how to find the side of a cube that has the same volume as a rectangular cuboid (square cornered box). To cube a rectangular cuboid of sides , and amounts to computing Galileo's method is to first use the geometric lines to find the geometric mean of two of the sides, He then measures the distance along the arithmetic lines to the point marked using a divider, and then sets the sector crosswise to this distance at the point marked on the stereometric lines, calibrating the sector so that the distance from the pivot to the point on the stereometric lines represents the side of a cube with the volume of a cuboid with sides and He then measures the distance from the pivot to the point marked on the arithmetic lines, and sees at what value on the stereometric lines this distance fits crosswise, thus multiplying the previous result by resulting in as desired. The procedure for calculating cube roots is like that used for square roots, except that it only works for values of 1,000 or more. For “medium” numbers we set the sector crosswise at 64–64 on the stereometric lines to the distance from the pivot to the point marked 40 on the arithmetic lines. We then drop the last three digits from our number, and if the number we dropped was more than 500, we add one to the remainder. We measure the crosswise distance on the stereometric lines at the remainder value, and place this against the arithmetic lines to find the cube root. The largest number that can be handled without rescaling here is 148,000. For “large” numbers we set the sector crosswise at 100–100 on the stereometric lines to the distance from the pivot to the point 100 on the arithmetic lines, and instead of dropping three digits, we drop four. This can handle numbers from 10,000 up to 1,480,000 without rescaling. For practical use, you should use the medium number procedure for all values up to 148,000 that are not within about 2% of a multiple of 10,000.
Металл сызықтар
Алдыңғы бетіндегі сыртқы жұп металл сызықтар "ORO" (gold, алтын үшін), PIO (piombo, қорғасын үшін), "AR" (argento, күміс үшін), "RA" (rame, мыс үшін), "FE" (ferro, темір үшін), "ST" (stagno, қалайы үшін), "MA" (marmo, мәрмәр үшін) және "PIE" (pietra, тас үшін) белгілерімен белгіленеді. Бұл символдар нақты салмақты немесе тығыздықты азайту арқылы орналастырылады, ал қашықтық кері кубтік түбірге пропорционал. Егер тығыздықты екі материалға бөлсек және ұзындықты орамнан алсақ, бұл шкаладағы ұзындықтың қатынасы екі бірдей салмақты, бірақ әртүрлі материалдан жасалған шарлардың диаметрлерінің қатынасына пропорционал. Бұл сызықтар артиллериялықтар үшін "калибрді жасау" мәселесін шешу үшін қызықты болды, яғни дұрыс зарядты басқа өлшемдегі және материалдағы оқ-дәрі шары үшін дұрыс зарядты қалай табуға болады. Ол үшін, белгілі зарядты пуляның диаметрі өлшенеді және секторды осы пуляның материал белгісіне металл сызықтардағы диаметрге қарай орнатылады. Екінші оқпен жасалған материалдың көлденең арақашықтығы бірінші оқпен тең салмақты оқпен жасалған материалдың диаметріне тең. Біз бұл ұзындықты екінші шардың диаметріне дейін стереометриялық түрде азайтуымыз керек, сонда біз стереометриялық сызықтардағы қисық аралықты 100×100-ге, біз металл сызықтардан өлшеу арқылы өлшеу аралығына қойып, стереометриялық сызықтардағы қисық аралықтың екінші шардың нақты диаметріне сәйкес келетінін көреміз. Қажетті заряд белгілі зарядты шармен салыстырғанда осы шкаланың 100 еселігіне тең. Содан кейін арифметикалық сызықтарды пайдаланып зарядтың салмағын осы қатынас бойынша өлшеуге болады.
The ratio of lengths on this scale is proportional to the ratio of diameters of two balls of the same weight but different materials. These lines were of interest to artillerymen to solve the problem of “making the caliber”, that is how to figure out the correct powder charge to use for a cannonball of some size and material, when the correct charge is known for a cannonball of a different size and material. To do that, you would measure the diameter of the cannonball with the known charge and set the sector crosswise at this cannonball's material mark on the metallic lines to that diameter. The crosswise distance at the second cannonball's material type gives you the diameter of a cannonball in this material that is the same weight as the first ball. We need to scale this length down stereometrically to the given diameter of the second ball to get the correct charge, so we set the crosswise distance on the stereometric lines at 100–100 to the crosswise distance we just measured from the metallic lines, and then see where the crosswise distance on the stereometric lines matches the actual diameter of the second ball. The charge required is then in the ratio of this scale reading to 100 compared to the ball with known charge. You could then use the arithmetic lines to scale the charge weight in this ratio.
Тетрагоникалық сызықтар
Тетрагоникалық сызықтар 13 -тен 3 -ке дейін белгіленеді, бұрыштықтан алыстаған сайын, бұрыштықтан қашықтық , бұрыштықтан 3 -ке дейінгі қашықтық қайда деп анықталады. Шамада 6 мен 7 арасында орналасқан шеңбер бар. Атауы тетрагоннан (төртбұрышты) алынған, өйткені бұл сызықтардың негізгі мақсаты - тұрақты көпбұрыштардың квадраттылығы, яғни берілген тұрақты көпбұрыштың ауданымен бірдей квадраттың жағын табу. Олар шеңбердің квадратын жасауға да қолданылады. Бөлшекті тұрақты көпбұрыш ауданы , мұндағы - көпбұрыш жағының ұзындығы. Көпбұрышты квадраттау үшін біз тек секторының қимасын енімен және енімен өлшеуішпен белгілейміз. Екі бірдей аумақты, әр түрлі қабырғалы көпбұрыштардың қажетті енін табу оңай.
Қосылған жолдар
Арқасындағы ең сыртқы сызықтар қос масштабты, сыртқы және ішкі масштабты. Сыртқы шкаласы сызықтық және 18 -тен 0 -ге дейін төмендейді, ал нөл нүктесі шеңберлік сегменттің символы белгіленеді. Бұл нөлдік нүкте қолдың 70%-ын құрайды. Ішкі шкала да 18-ден 0-ге дейін, бірақ Галилей мұражайындағы сектор 17-ден бастап белгіленеді. Ішкі шкаладағы нөлдік нүкте қолдың сыртында орналасқан, сыртқы шкаладағы нөлге дейін ораудан қашықтыққа дейінгі қашықтыққа, ал нөл кішкентай квадратпен белгіленеді. Сыртқы шкаладағы нөл ішкі шкаладағы 6-ға жақын орналасқан. Ішкі шкала да бірінші қарауға сызықтық болып көрінеді, бірақ оның нүкте арақашықтығы шын мәнінде өте күрделі формуламен анықталады, біз оны шығаруға мәжбүрміз, өйткені Галилей бұл шкаланың қалай жасалғанын сипаттамайды. Бұл сызықтардың атауын Галилей өз секторының бұрынғы нұсқасына қосқандықтан алады. Бұл сызықтар шеңберлік сегменттерді квадраттау үшін қолданылады, яғни сегмент ең көп жарты шеңбер болып табылатын, берілген хорда ұзындығы мен биіктігі бар шеңберлік сегментке ауданы бойынша тең квадраттың бүйір ұзындығын табу. Дөңгелек сегментті квадраттаудың тәртібі мынадай. Аңқаның жартысын өлшеңіз, Аңқаның орта нүктесінде, шеңберді қиып өтетін жерге дейін аңқаға перпендикуляр сызықтың ұзындығын өлшеңіз, биіктігі Сыртқы шкаланың нөлінде қосылған сызықтар бойынша секторын қиылыстырып белгілеңіз жартысы Аңқа ұзындығына, Сыртқы шкаладағы нүктесін табыңыз, , қиылысты арақашықтық ; кем немесе оған тең болуы керек Ішкі шкаладағы нүктеге жылжыңыз, ол да белгіленеді Ішкі шкаладағы n н нүктелерінің арасындағы қиылысты арақашықтық - бұл шеңберлік сегментпен тең алаңдағы квадраттың жақты ұзындығы. Бұл қалай жұмыс істейтінін білу үшін, біз (түсті сегменттегі суретте көрсетілгендей) сегменттің ауданы - бұл шеңберді кескен жердегі пірог кесіндісінің ауданы мен хорда және хорданың ұштарына тиетін екі радиус құрайтын үшбұрыштың арасындағы айырмашылық. Үшбұрыштың негізі ұзындығы , ал биіктігі , сондықтан үшбұрыштың ауданы Питограстың теоремасы арқылы біз пірогтің кесіндісінің ауданы шеңбердің ауданындағы қисық екенін көрсете аламыз. Егер біз , және , деп анықтасақ, онда сегменттің ауданы ретінде жазып аламыз сыртқы шкалада белгіленген нүктеге півоттен арақашықтық сыртқы шкалада півоттен нөлдік нүктеге дейінгі арақашықтық қайда. Секторды қисық жағынан нөл нүктесіне қойып, қисық жағынан қашықтығы , болатын сыртқы масштабтағы нүктесін тапқанда, біз сектордың қолдарымен пішінді бөлісетін бұрышпен бөлісетін ұқсас үшбұрыштар жұбы орнатамыз. Егер біз ішкі масштабтағы пішінді нүктеден қашықтықты , , және бұрын анықталғандай, ішкі масштабта өлшенген қисық жағынан қашықтық сегменттің ауданына тең квадраттың жақты ұзындығы болады.
The distance from the pivot to the point marked on the outer scale is where is the distance from the pivot to the zero point on the outer scale. When we set the sector crosswise to at the zero point and find the point on the outer scale where the crosswise distance is , we set up a pair of similar triangles that share the angle made by the arms of the sector at the pivot, so that If we set the distance of the point from the pivot on the inner scale to , with , and defined as before, then the crosswise distance measured at on the inner scale will be the side length of the square with area equal to that of the segment.
Басқа қолданыстар
Секторға жетектік боб пен ажыратылатын квадрант қосылған, олар орнында болған кезде қолдарды бір-біріне 90° бұрышта тұйықтап қояды. Осы секторды триангуляция арқылы байқау және қашықтықты өлшеу үшін, геодезия мен баллистикада қолдануға болады. Сектор сонымен қатар бір қолды оқ атушыға салып, оның биіктігін оқпен бұралған жерінен оқу арқылы оқпанның биіктігін оңай анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін.