$ \newcommand{\sen}{\mathop{\rm sen}\nolimits} \newcommand{\tg}{\mathop{\rm tg}\nolimits} \newcommand{\cotg}{\mathop{\rm cotg}\nolimits} $

 

CURVA LOXODRÓMICA


DEFINIÇÃO


 

Considere-se a esfera com centro na origem O do referencial ortonormado Oxyz e raio r > 0. Designaremos esta esfera por \(\mathbb{S}^{2}\).

Seja \(\ell_{\alpha}\) uma curva loxodrómica cujo ângulo de intersecção com os meridianos é \(\alpha\in\left[-\frac{\pi}{2},\,\frac{\pi}{2}\right]\) e que passa num ponto P com coordenadas esféricas \(\left(r,\theta_{P},\varphi_{P}\right)\,,\) com \(\theta_{P}\in[0\,,2\pi]\) e \(\varphi_{P}\in\ ]0\,,\pi[\). A parametrização da curva loxodrómica \(\ell_{\alpha}\) pode ser definida por:

  • Se \(\alpha=\pm\frac{\pi}{2}\),

    $$\begin{array}{ccll}
    \ell_{\alpha}: & [0\,,2\pi] & \longrightarrow & \mathbb{S}^{2}\\
    & \theta & \mapsto & \left(r\cos\theta\sen\left(\varphi_{P}\right)\,,\,
    r\sen\theta\sen\left(\varphi_{P}\right)\,,\, r\cos\left(\varphi_{P}\right)\right)&.
    \end{array}$$
    Neste caso, o seu traço corresponde a um paralelo com a mesma latitude que P; em particular, se \(\varphi_{P}=\frac{\pi}{2}\), \(\ell_{\alpha}\) dá-nos uma parametrização da linha do Equador.
  • Se \(\alpha\in\left]-\frac{\pi}{2},\,\frac{\pi}{2}\right[\),

    $$\begin{array}{ccll}
    \ell_{\alpha}: & ]0\,,\pi[ & \longrightarrow & \mathbb{S}^{2}\\
    & \varphi & \mapsto & \left(r\cos\left(\theta_\alpha\left(\varphi\right)\right)\sen\varphi\,,\,
    r\sen\left(\theta_\alpha\left(\varphi\right)\right)\sen\varphi\,,\, r\cos\varphi\right)&,
    \end{array}$$

    com \(\theta_\alpha(\varphi)=\theta_{P}+\tg\alpha\left[\ln\left(\cotg\frac{\varphi}{2}\right)-\ln\left(\cotg\frac{\varphi_{P}}{2}\right)\right]\).

PIC

 


Curva loxodrómica cujo traço tem a forma de espiral.

Vejamos uns casos particulares:

  • quando \(\alpha=0\), o traço da curva coincide com um meridiano (sem os pólos);
  • quando \(\alpha=\pm\frac{\pi}{2}\), o traço da curva corresponde a um paralelo geográfico;
  • nos restantes casos, o traço da curva loxodrómica assume a forma de uma espiral em torno dos pólos, sem os conter.