36 I. Abschnitt. Untersuchung von Flächen in Parameterform.
Meridiane. Ist a= 0, so geht die Schraubenbewegung in
eine einfache Rotationsbewegung, die Schraubenfläche in
eine Rotationsfläche über. Die Rotationsflächen können also
als ein spezieller Fall der Schranbenflächen (Ganghöhe = 0)
aufgefaßt werden.
Auf ganz analoge Weise wie bei den Rotationsflächen
erhält man bei den Schraubenflächen die sechs Fundamental
größen. Wir bilden nur E, F, G und überlassen dem Leser
I), _D', 1)" aufzustellen. Es ergibt sich
(16) E=-1 + (p'{u) 2 , F=2acp'{u), G^u 2 -Ga 2 .
Für das Linienelement der Schraubenflächen erhalten
wir also
(17) ds 2 = (l + <p'(u) 2 ) du 2 + 2a cp'{u) dudv-f- [u 2 + a 2 ) dv 2 .
Wie bei den Rotationsflächen wollen wir auch hier dem
Linienelement durch Einführung eines neuen Parameters v x
eine andere Form geben, die später benutzt werden wird.
Wir vereinigen zunächst die beiden letzten Glieder zu einem
vollständigen Quadrat, indem wir schreiben
(18 )ds 2 = 1
U 2 (p'{u) 2 '\
u 2 + a 2 J
du 2 + (u 2 + a 2 )
dv
a<p'{u) du\ 2
u 2 + a 2
Wir setzen nun
(19) mv x = v-\-a
oder nach v aufgelöst
v = mv ± — a
cp'{u) du
u 2 + a 2 ’
cp'{u) du
u 2 + a 2
Dabei bedeutet m eine Konstante. Setzt man diesen
Wert von v in (15) ein, so erhält man die Koordinaten
x, y, z eines Punktes der Schraubenfläche ausgedrückt durch
die Parameter u und v x . Das Linienelement der Fiäche
nimmt dann nach (18) und (19) die Form an
(20) ds 2 = |l + U u ^_^ 2 J dti 2 + m 2 (u 2 + a 2 ) dv\.
Da hier der Koeffizient von dudv x verschwindet, so
sind die neuen Parameterkurven u = konst. und v x — konst.
nach § 1, Satz 1 aufeinander senkrecht, oder die Kurven