Das Projizieren von Körpern.
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ac. Beide Sp.Sp. der Ebene abcde müssen sich wieder genau
in einem Punkt der A. schneiden.
Zum Umkanten in die 1. T. bedürfen wir einer 3. P.
auf einer 3. T. _L zur 1. Sp. von abcde. Dabei wird
«3 ^2 = a 2 cK- x , b A / 2 = u - s - w - angetragen. Dadurch,
daß die P.P. a 3 , & 3 , c 3 , d 3 und <? 3 alle in eine gerade Linie
fallen, ist der Beweis geliefert, daß das Fünfeck wirklich
eine ebene Figur ist. Drehen wir die 3. P. « 3 bis c 3 in die
neue Stellung I, a./ bis c./, so erhalten wir aus dieser und
der 1. P. die wirkliche Größe des Fünfecks mit a I b I c I d I e I .
Nebenbei ergab sich der N.W. « der Fünfecksebene zur 1. T.
Zum Umkanten in die 2. T. bedürfen wir einer 4. P. auf
einer 4. T. ± zur 2. Sp. von Ebene abcde. Dabei ist a 4 «^ 3 =
a x c^ x , ^ 3 = b x J x u. s. w. aufgetragen. In 4. P. müssen
auch hier die Punkte wieder in eine Strecke, a x bis d x , fallen.
Wird letztere in die Stellung II gedreht, so ergiebt sich aus
dieser und der 2. P. die gesuchte wirkliche Größe a n b II c n d II e 11 ,
welche mit der in Stellung I gefundenen selbstverständlich
kongruent sein muß. Nebenbei wird in der 4. P. die wahre
Größe des N.W. ß der Fünfecksebene zur 2. T. bestimmt.
Auch hier kann die wirkliche Größe des Fünfecks in
der Weise konstruiert werden, daß wir die wahren Längen
der fünf Kanten und von mindestens zwei Diagonalen,
welche von einer Ecke ausgehen (wodurch das Fünfeck in
lauter aneinanderliegende Dreiecke zerlegt wird), bestimmen,
und aus diesen Strecken das Fünfeck durch Konstruktion
von Dreiecken zusammensetzen.
So wurden in Fig. 5 von ab, ac, ad, de und cd die
wahren Längen durch Paralleldrehen zur 1. T., von bd und
bc durch Paralleldrehen zur 2. T. ermittelt, und aus ihnen
das Fünfeck in Fig. 6 zusammengesetzt.
Dabei ist zu beachten, daß sich, wie auch hier geschehen,
eine symmetrische Figur zu einer auf anderem Wege er
haltenen ergeben kann. Das Fünfeck ist in Fig. 6, von der
entgegengesetzten Seite betrachtet, gezeichnet, als es in Fig. 4
geschehen ist.
Als Ergebnis der vorigen Konstruktionen mag hervor
gehoben werden, daß es bei einer Figur mit vielen Kanten
einfacher ist, die wirkliche Größe durch Umklappen zu be
stimmen, während sich bei wenig Kanten die Bestimmung
der wahren Längen von Kanten und Diagonalen und geo
metrisches Zusammensetzen zur Figur als einfacher em
pfiehlt. Bei dem Umklappen erhält man auch nebenbei
die N.W. N.W. zu den T.T., was bei dem anderen Verfahren
nicht der Fall ist.
Betrachtet man in Fig. 1 die 1. P. a 1 b 1 c 1 und die Um-
klappung a I b I c I des Dreiecks, so entdeckt man zwischen
beiden Figuren gewisse Beziehungen, welche man Verwandt
schaft oder Affinität nennt. Zwei Figuren heißen ver
wandt oder affin, wenn sich:
1. ) von beiden immer zwei Eckpunkte oder Kanten
paarweise entsprechen,
2. ) wenn diese sich entsprechenden Punkte — Affinitäts
punkte— alle auf Parallelen — den Affinitätsstrahlen
— liegen und
3. ) wenn sich je zwei solche entsprechende Kanten oder
ihre Verlängerungen in einem Punkte einer Geraden — der
Affinitätsachse — schneiden.
Dabei können die affinen Figuren auf einer und der
selben oder auch auf entgegengesetzten Seiten der Affinitäts
achse liegen. Auch kann die Achse beide Figuren schneiden,
und es können beide Figuren zur Affinitätsachse symme
trisch sein.
Die Eigenschaft der Affinität gilt aber nicht nur für
die Kanten, sondern auch für Diagonalen oder Durchmesser,
überhaupt für je zwei sich entsprechende Strahlen, zweier
ebenen geradlinig oder krummlinig begrenzten Figuren.
Solche Beziehungen finden hier statt. Die 1. Sp. p x q x
der Ebene abc ist die Affinitätsachse. Die zusammenge
hörigen Punkte a x und a 1 , b x und b T , c x und c 1 befinden
sich auf Parallelen. Die Verlängerungen a x b x und a T b T , b x c x
und b r c T und c x a x und c T a 1 schneiden sich in je einem Punkte
der Affinitätsachse. Die gleiche Beobachtung macht man auch
zwischen der 2. P. a 2 b 2 c 2 und der Umklappung a ,I b II c IJ in
die 2. T. bezüglich der Affinitätsachse r 2 s 2 .
Die Affinität läßt sich oft mit Vorteil zur Vereinfachung
der Konstruktionen der darstellenden Geometrie oder zur
Prüfung ihrer Richtigkeit verwenden. So kann man sie zur
Bestimmung weiterer Punkte einer Umklappung gebrauchen.
Sei z. B. der umgeklajipte Eckpunkt b' bekannt, so findet
man a 1 und c 1 , wenn b x a x und b x c x bis zu p x und q x in
der Affinitätsachse verlängert werden. Zieht man von a x
und c x _L zu p x q x , so sind die Schnitte dieser Senkrechten
mit den Verbindungslinien b T p x und b J q x die gesuchten
Punkte a 1 und c 1 .
Aber auch die beiden zusammengehörigen P.P. einer
Figur sind immer affin, wie z. B. in Fig. 5 die 1. u. 2. P.
des Fünfecks. Wir beobachten hier, daß die zusammen
gehörigen P. P. der Kanten sich in Punkten schneiden,
welche alle auf einer gewissen Geraden — der Affinitätsachse
— liegen. Über die weitere Bedeutung dieser Achse wird
noch im II. Teile dieses Werkes die Rede sein.
Das Projizieren von Körpern.
Alles Vorhergehende muß als die notwendige Einleitung
und Voraussetzung angesehen werden zur Lösung der wich
tigen Aufgabe, welche wir bisher angestrebt haben und jetzt
in Angriff nehmen werden, nämlich: die LIerstellung der
Projektionszeichnungen von Körpern.
Unter einem Körper versteht man ein mit irgend
einer Masse erfülltes, von allen Seiten begrenztes Stück des
Raumes. Die Gesamtheit der Begrenzungen nennt man
die Oberfläche des Körpers. Diese kann nur aus einer
einzigen gekrümmten Fläche bestehen oder aus einer Anzahl
ebener oder gekrümmter Flächen zusammengesetzt sein.
Ist sie zusammengesetzt, so wird man an ihr einzelne Seiten,
ferner Kanten, als Abgrenzungen der Seiten, und Ecken,
als Abgrenzungen der Kanten, unterscheiden können.
Betrachtet man einen Körper als einen geometrischen
Körper, so sieht man von seiner Masse ganz ab; man unter
sucht zunächst nur die Form seiner Oberfläche und giebt
ihm nach der Art derselben einen besonderen Namen.
Jene Körper, welche nur von Ebenen begrenzt sind,
heißen ebenflächige Körper oder Polyeder; jene, welche
von einer oder mehreren krummen Flächen begrenzt sind,
heißen runde oder krummflächige Körper. Ferner giebt
es noch gemischtflächige Körper, deren Oberflächen aus
ebenen und krummen Flächen zusammengesetzt sind.
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