仰角とは?
仰角とは、水平な視線と、その上方にある物体とのあいだにできる角度のことです。物体がどれだけ高い位置にあるか(垂直方向の高さ)と、水平方向にどれだけ離れているか(距離)の2つがわかれば、たった1回の三角関数の計算で角度を求められます。このツールは単位を選びません。メートル・フィート・キロメートルなど、高さと距離に同じ単位を使ってさえいれば、どの単位でも正しく計算できます。
使い方
物体の垂直方向の高さ(立ち上がり)と、物体までの水平距離を入力してください。仰角を「度」と「ラジアン」で表示するほか、視線距離(斜辺の長さ)と、勾配をパーセント(%)で示した値も同時に算出します。
計算式のしくみ
直角三角形では、高さが角度の「対辺」、距離が「隣辺」にあたります。角度の正接(タンジェント)は「対辺÷隣辺」で表されるため、角度はその比の逆正接(arctan)として求められます。
$$\theta = \arctan\!\left(\frac{\text{高さ}}{\text{距離}}\right)$$
物体までの直線距離、すなわち斜辺の長さは、三平方の定理(ピタゴラスの定理)から次のように導けます:$$L = \sqrt{h^{2} + d^{2}}$$
計算例
高さ10mの塔があり、その根元から20m離れた場所に立っているとします。このときの仰角は $$\arctan\!\left(\frac{10}{20}\right) = \arctan(0.5) \approx 26.57°$$ です。視線距離(斜辺)は $$\sqrt{10^{2} + 20^{2}} = \sqrt{500} \approx 22.36\,\text{m}$$、勾配は50%になります。
よくある質問
距離がゼロのときは? 物体が真上にある場合、仰角は90°になります。
単位は何を使えばいい? 高さと距離に同じ単位を使ってさえいれば、どの単位でもかまいません。角度自体には単位がない(無次元)からです。
勾配(%)とは何ですか? 勾配とは「立ち上がり÷水平距離」をパーセントで表したもので、計算式は \(\frac{\text{高さ}}{\text{距離}} \times 100\) です。勾配100%は45°の角度に相当します。