استخدامات الإحداثيات القطبية في الحياة

استخدامات الإحداثيات القطبية في الحياة

يتمثل نظام الإحداثيات القطبية (بالإنجليزية: Polar coordinate) بأنّه نظام ثنائي الأبعاد يتكون من مجموعة من الإحداثيات لنقطة معينة تُحدد موقعها على المستوى، بحيث تُحدد طول الخط المستقيم الذي يربط بين هذه النقطة ونقطة الأصل المرجعية والزاوية بين الخط المستقيم والخط الثابت المرجعي.

ويكمن الفرق بين الإحداثيات الديكارتية والإحداثيات القطبية بأنّ الإحداثيات الديكارتية تتكون من مجموعة واحدة من الإحداثيات لتحديد موقع نقطة ما، بينما الإحداثيات القطبية تتكون من عدد لا نهائي من الإحداثيات التي تُحدد موقع نقطة ما، ولذلك تُستخدم في ا لعديد من التطبيقات في الحياة اليومية ومنها ما يأتي:

تطبيقات الهندسة والفيزياء

تُسهل الإحداثيات القطبية الحسابات على الفيزيائيين والمهندسين، ولذلك تُستخدم في العديد من الاستخدامات العملية وهي كالآتي:

• تُستخدم الإحداثيات القطبية في تفسير آلية عمل العديد من الأنظمة الميكانيكية من خلال حساب قوانين الحركة ومعادلاتها.
• تستخدم العديد من الأنظمة مثل نظام لاغرانج، ونظام هاملتون الإحداثيات القطبية مع الإحداثيات الديكارتية لتحديد ديناميكية حركة الكائنات التي تتحرك بحركة دائرية من خلال اشتقاق معادلات سهلة ومفهومة توضح هذه الحركة.
• تُستخدم الإحداثيات القطبية الممتدة إلى ثلاثة أبعاد والتي تُعرف بالإحداثيات الكروية في إجراء الحسابات للعديد من المجالات التي تُعد ضرورية لإنتاج الطاقة بما في ذلك: المجالات المغناطيسية ، والمجالات الكهربائية، ومجالات درجات الحرارة.

التوجيه والملاحة

تُستخدم الإحداثيات القطبية في تحديد وجهة السفر والتنقل بحيث يُمكن معرفة المسافة والزاوية بين وسيلة التنقل والمكان الذي تنتقل إليه، ولذلك يوجد العديد من الاستخدامات التي تعتمد على التوجيه في حركتها تستخدم الإحداثيات القطبية ومنها ما يأتي:

• تمتلك إحداثيات القطبية دورًا كبير في حماية السفن من الاصطدام بالتضاريس الطبيعية العائقة للحركة أو بالسفن الأخرى.
• تستخدم العديد من التطبيقات الأخرى التي تعتمد على الملاحة من خلال هوائيات الراديو والمجالات الجاذبية الإحداثيات القطبية.
• تُستخدم الإحداثيات القطبية لتوجيه حركة الروبوتات الصناعية المستخدمة في العديد من التطبيقات الإنتاجية.
• تُستخدم الإحداثيات القطبية لتوجيه حركة تدفق المياه الجوفية داخل الآبار.
• تستخدم الطائرات نسخة محدثة من الإحداثيات القطبية في ملاحتها.
• يُحدد مراقبي الحركة الجوية مواقع الطائرات من خلال شاشات الرادار التي تعتمد على الإحداثيات القطبية في عملها، ثم يحولون الإحداثيات القطبية التي تظهر على شاشات الرادار إلى إحداثيات ديكارتية لوصف مكان الطائرات.

الرسوم المتحركة والوسائط المتعددة

تُستخدم الإحداثيات القطبية في الميكروفونات القلبية بحيث تُساعد في تحديد أفضل نمط يمتلك مدى التقاط كبير للصوت، ويُحدد أيضًا للميكروفون مدى حساسية الصوت المُلتقط، كما يُستخدم منحنى معادلة الإحداثيات القطبية لتحديد اتجاه الأصوات الصادرة من الميكروفون واتجاه الأصوات المنبعثه والتي يلتقطها الميكروفون.

كما تُستخدم الإحداثيات القطبية في الرسومات الحاسوبية وفي إنتاج الرسوم المتحركة.

برنامج الأوتوكاد

يستخدم المهندسون برنامج الأوتوكاد لرسم الكائنات من خلال إدخال المسافة والزاوية التي تُبينها الإحداثيات القطبية لتحديد موقع النقاط المُستخدمة لرسم هذه الكائنات.