Sechster Abschnitt. Anwendung der Differential Rechnung usw. 349
a) Zykloiden. Polbahn sei die Gerade X'X (Fig. 36), Pol
kurve der Kreis K 0 , der durch Rollen um den Wälzungs
winkel u in die Lage K gelangt. Der beschreibende Punkt,
der ursprünglich die Lage M 0 bzw. M 0 ^ x \ hatte, befindet
sich jetzt in M bzw. M( 2) . Bezeichnet man seine Ent
fernung vom jeweiligen Mittelpunkt C 0 bzw. C mit &, den Ra
dius des Kreises mit a, so ist das Erzeugungsgesetz durch den
Ansatz Mg. 3G.
OB = arc MB = au
gekennzeichnet. Wählt
<D
man also X'X als Ab- jfi
szissenachse und legt die
Ordinatenach.se durch
C 0 , so findet man aus
der Figur, diedienötigen
Konstruktionslinien für
den Punkt enthält: A l\p\M a j>“-) B
y = a — h cos u
( 15 ) . *
x — au — o sin u
als parametrische Gleichungen der Zykloiden; bei h < a ist es
die verlängerte, M^N^, bei h > a die verkürzte, M 0 ^N^\
bei h = a die gemeine, M 0 N:
x = a (u — sin u)
( 15 *) y-0(1- OOS«).
Wegen der Periodizität der trigonometrischen Funktionen
bestehen die Zykloiden aus unendlich vielen gleichen Asten,
deren einer erhalten wird, wenn man u das Intervall (0, 2tc)
durchlaufen läßt.
Daß es transzendente Kurven sind, erkennt man durch
Elimination von ir : sie führt bei den Gleichungen (15) auf
x'~
i a — y
x = a Are cos —
h
Bei der gemeinen Zykloide variiert y zwischen 0 und 2 a,
bei der verlängerten zwischen a — h und a -\-b, bei der ver
kürzten zwischen — (h — a) und h -f- a.
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