ปัญหาแขนขาเป็นวงหนึ่งที่หมุนรอบการหาเส้นโค้งที่เชื่อมจุด A และจุด B เข้าด้วยกันที่ระดับความสูงต่างกัน โดยที่ B ไม่ได้อยู่ใต้ A โดยตรง ดังนั้น ที่ทิ้งลูกแก้วไว้ใต้พื้น อิทธิพลของสนามโน้มถ่วงสม่ำเสมอตามเส้นทางนี้จะไปถึง B ในเวลาที่เร็วที่สุด
โค้งไหนเร็วที่สุด
A เส้นโค้ง Brachistochrone เป็นเส้นทางที่เร็วที่สุดสำหรับลูกบอลที่จะหมุนระหว่างจุดสองจุดที่ความสูงต่างกัน ลูกบอลสามารถหมุนไปตามเส้นโค้งได้เร็วกว่าเส้นตรงระหว่างจุด เส้นโค้งจะเป็นเส้นทางที่เร็วที่สุดเสมอไม่ว่าแรงโน้มถ่วงจะแรงแค่ไหนหรือวัตถุจะหนักแค่ไหน
ทำไมไซโคลิดถึงเป็นเส้นทางที่เร็วที่สุด
อันที่จริงมันเป็นไซโคลิดที่ให้เส้นทางที่เร็วที่สุด ทั้งๆ ที่ลูกปัดต้องเดินทางไกลกว่า … ไซคลอยด์ถูกสร้างขึ้นโดยการติดตามจุดบนเส้นรอบวงของวงกลมขณะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ลองนึกภาพเส้นทางที่ดินสอขนาดใหญ่ติดที่ขอบยางจะสร้างขึ้นขณะที่มันกลิ้งไปตามทาง
โค้ง brachistochrone ทำงานอย่างไร
brachistochrone (เส้นโค้ง) คือ curve ซึ่งจุดมวลมากที่ไม่มีความเร็วเริ่มต้นจะต้องเลื่อนโดยไม่มีแรงเสียดทานในสนามโน้มถ่วงที่สม่ำเสมอ ในลักษณะที่เวลาเดินทางน้อยที่สุดในหมู่ เส้นโค้งทั้งหมดที่เชื่อมจุดคงที่สองจุด O และ A (ที่นี่ A(a, -b)).
ใครเป็นคนแก้ปัญหา Brachistochrone?
ปัญหาคลาสสิกในแคลคูลัสของการแปรผันคือปัญหาที่เรียกว่า brachistochrone1 ซึ่งจัด (และแก้ไข) โดย Bernoulli ในปี 1696