7.2
2つの送電塔の間に吊るされた高電圧送電線は、熱膨張による垂直10メートルの大きな沈みを伴う40メートルの隙間をまたいでいます。
目的は、これらのポイントを安全に接続するために必要な正確な電力線の長さを求めることです。
エンジニアはこれをカテナリー(吊り下がるケーブルの自然な曲線)を用いてモデル化し、双曲余弦関数で数学的に記述します。
この曲線はパラメータaによって制御され、ケーブルの重量(メートルあたり)と水平張力を関連付けます。この特定の設置では、パラメータaの値は20メートルと仮定されています。
正確な長さを求めるために、弧長関数を用います。ここで、カテナリの微分が双曲正弦波を与えます。
双曲関数を含む標準恒等式は、平方根を取り除くことで式をさらに簡略化します。
得られる双曲余弦の積分は単に双曲的正弦波となります。双曲正弦関数を負の20から正の20の極限で評価すると、全長は約47メートルとなります。
高圧送電線は2つの送電塔間を水平方向に40 mわたって架け渡されており、重力と熱膨張の影響により垂直方向に10 mのたわみが生じています。吊り下げられたケーブルによって形成される曲線は懸垂線であり、均一で柔軟なケーブルが自重によってたわむ挙動を正確にモデル化します。放物線と異なり、懸垂線は双曲線余弦…
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