المحتوى
الدوائر موجودة في كل مكان في العالم الحقيقي ، وهذا هو السبب في أن نصف قطرها وأقطارها ومحيطها مهم في تطبيقات الحياة الحقيقية. ولكن هناك أجزاء أخرى من الدوائر - القطاعات والزوايا ، على سبيل المثال - لها أيضًا أهمية في التطبيقات اليومية أيضًا. ومن الأمثلة على ذلك أحجام القطاعات من المواد الغذائية الدائرية مثل الكعك والفطائر ، والزاوية المقطوعة في عجلة فيريس ، وتغيير حجم الإطارات إلى مركبة معينة ، وخاصة تغيير حجم الخاتم للمشاركة أو الزفاف. ولهذه الأسباب وغيرها ، تشتمل الهندسة أيضًا على معادلات وحسابات للمشاكل تتعامل مع الزوايا المركزية والأقواس وقطاعات الدائرة.
ما هي الزاوية الوسطى؟
تُعرَّف الزاوية المركزية بأنها الزاوية التي يتم إنشاؤها بواسطة شعاعين أو نصف قطر يشع من مركز الدائرة ، ويكون مركز الدائرة هو قمة الزاوية المركزية. الزوايا المركزية ذات صلة خاصة عندما يتعلق الأمر بتقسيم البيتزا بالتساوي ، أو أي طعام آخر دائري ، بين عدد محدد من الناس. لنفترض أن هناك خمسة أشخاص في حفل زفاف حيث يتم مشاركة بيتزا كبيرة وكعك كبير. ما هي الزاوية التي يجب تقسيم كل من البيتزا والكعك فيها لضمان شريحة متساوية للجميع؟ نظرًا لوجود 360 درجة في دائرة ، يصبح الحساب 360 درجة مقسومًا على 5 للوصول إلى 72 درجة ، بحيث يكون لكل شريحة ، سواء من البيتزا أو الكعكة ، زاوية مركزية ، أو ثيتا (θ) ، بقياس 72 درجات.
تحديد الزاوية المركزية من طول القوس
يشير قوس الدائرة إلى "جزء" من محيط الدائرة. وبالتالي فإن طول القوس هو طول ذلك "الجزء". إذا كنت تتخيل شريحة بيتزا ، فيمكن تصور منطقة القطاع على أنها شريحة البيتزا بأكملها ، ولكن طول القوس هو طول الحافة الخارجية للقشرة لذلك شريحة. من طول القوس ، يمكن حساب الزاوية المركزية. في الواقع ، تنص إحدى المعادلات التي يمكن أن تساعد في تحديد الزاوية المركزية على أن طول (طول) القوس يساوي نصف القطر في الزاوية المركزية ، أو s = r × θ، حيث يجب قياس الزاوية ، theta ، بالراديان. لذلك لحل الزاوية المركزية ، ثيتا ، يحتاج المرء فقط إلى تقسيم طول القوس على دائرة نصف قطرها ، أو s ÷ r = θ. للتوضيح ، إذا كان طول القوس 5.9 وكان نصف القطر 3.5329 ، تصبح الزاوية المركزية 1.67 راديان. مثال آخر هو إذا كان طول القوس 2 ونصف قطره 2 ، تصبح الزاوية المركزية 1 راديان. إذا كنت ترغب في تحويل راديان إلى درجات ، تذكر أن 1 راديان يساوي 180 درجة مقسومًا على π ، أو 57.2958 درجة. على العكس ، إذا طلبت المعادلة تحويل الدرجات إلى راديان ، فاضرب أولاً ب first ، ثم قسّمها على 180 درجة.
تحديد الزاوية المركزية من منطقة القطاع
يتم توفير صيغة مفيدة أخرى لتحديد الزاوية المركزية في منطقة القطاع ، والتي يمكن تصورها مرة أخرى على أنها شريحة من البيتزا. يمكن رؤية هذه الصيغة الخاصة بطريقتين. تشتمل الزاوية الأولى على الزاوية المركزية المقاسة بالدرجات بحيث تساوي مساحة القطاع π أضعاف نصف التربيع ثم تضربها كمية الزاوية المركزية بالدرجات مقسومة على 360 درجة. بعبارات أخرى:
(πr2) × (زاوية مركزية بالدرجات ÷ 360 درجة) = مساحة القطاع.
إذا تم قياس الزاوية المركزية بالراديان ، تصبح المعادلة بدلاً من ذلك:
مساحة القطاع = ص2 × (زاوية مركزية بالراديان ÷ 2).
إعادة ترتيب الصيغ ستساعد في حل لقيمة الزاوية المركزية ، أو ثيتا. النظر في مساحة القطاع من 52.3 سم مربع مع دائرة نصف قطرها 10 سم. ماذا ستكون زاويتها المركزية بالدرجات؟ ستبدأ الحسابات بمساحة قطاع تبلغ 52.3 سنتيمتر مربع تساوي:
(θ ÷ 360 درجة) × πr2.
بما أن نصف القطر (r) يساوي 10 ، يمكن كتابة المعادلة بأكملها على النحو التالي:
(52.3 ÷ 100π) × 360
بحيث يمكن كتابة ثيتا على النحو التالي:
(52.3 ÷ 314) × 360.
وبالتالي يصبح الجواب النهائي زاوية مركزية 60 درجة.