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計算を入力してください

公式

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結果

サジッタ(弓高)
2
単位(半径と同じ)
弧の長さ 9.273
中心角 106.26°

サジッタ(弓高)とは?

サジッタとはラテン語で「矢」を意味する言葉で、円弧の弦の中点から弧の中点までの高さを表します。日本語では「弓高(きゅうこう)」や「矢高(やだか)」とも呼ばれ、弧が弦からどれだけ膨らんでいるかを示す値です。光学、アーチェリー、構造設計、木工、さらには曲線が欠かせない道路・鉄道の設計など、さまざまな分野で登場します。

半径、弦、矢を示す円の弓形
矢(s)は、弦の中点から弧までの高さです。

この計算ツールの使い方

円の半径 r と弦の長さ c(弧の両端を結ぶ直線距離)を入力してください。サジッタ、弧の長さ、そして弦が張る中心角が算出されます。なお、弦の長さは直径を超えることはできません(\(c \le 2r\))。これを超えると幾何学的に成立しないのでご注意ください。

計算式の解説

サジッタは三平方の定理(ピタゴラスの定理)から直接導かれます。弦の半分(\(c/2\))、中心から弦までの距離(アポテム)、そして半径が直角三角形をつくります。アポテムは \(\sqrt{r^{2} - (c/2)^{2}}\) で表されるため、サジッタは半径からアポテムを引いた値になります。

$$s = r - \sqrt{r^{2} - \left(\dfrac{c}{2}\right)^{2}}$$

中心角は \(\theta = 2 \cdot \arcsin(c / 2r)\)、弧の長さは \(L = r \cdot \theta\)(\(\theta\) はラジアン)で求められます。

半径、弦の半分、半径から矢を引いた長さで作られる直角三角形
この公式は、辺が \(r\)、\(c/2\)、\(r - s\) の直角三角形から導かれます。

計算例

\(r = 5\)、\(c = 8\) とします。すると \(c/2 = 4\)、\(r^{2} - (c/2)^{2} = 25 - 16 = 9\) なので \(\sqrt{9} = 3\) です。サジッタは \(5 - 3 = 2\) となります。中心角は \(2 \cdot \arcsin(4/5) \approx 1.8546\) ラジアン \(\approx 106.26°\)、弧の長さは \(5 \times 1.8546 \approx 9.273\) です。

よくある質問

サジッタと弦はわかっていますが、半径が不明です。どうすればよいですか? 式を変形して、\(r = (s^{2} + (c/2)^{2}) / (2s)\) で求められます。

なぜ弦の長さは 2r までに制限されるのですか? 円の中で最も長い弦は直径であり、直径は \(2r\) に等しいからです。これより大きい値には実数の幾何学的解が存在しません。

サジッタは「円弧の高さ(弓形の高さ)」と同じものですか? はい。サジッタ、弓高、円の弓形(セグメント)の高さは、すべて同じ計測値を指します。

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