๊ฐ๋ ๊ธฐ์ค ํธ์ ๊ธธ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋?
์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์์ ๋ฐ์ง๋ฆ๊ณผ ๋(ยฐ) ๋จ์์ ์ค์ฌ๊ฐ์ ์ ๋ ์ํธ์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ๊ตฌํด ์ค๋๋ค. ํธ๋ ์๋๋ ์ ์ผ๋ถ๋ฅผ ๋งํ๋ฉฐ, ๊ทธ ๊ธธ์ด๋ ์ค์ฌ๊ฐ์ด 360ยฐ ์ ์ฒด ์ค์์ ์ฐจ์งํ๋ ๋น์จ์ ๋น๋กํฉ๋๋ค. ์ฆ ๊ฐ๋๊ฐ ํด์๋ก ํธ๋ ๊ธธ์ด์ง๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๋จผ์ ๋ฐ์ง๋ฆ(\(r\))์ ์ํ๋ ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. ์ผํฐ๋ฏธํฐ, ๋ฏธํฐ, ์ธ์น ๋ฑ ์ด๋ค ๋จ์๋ ์๊ด์์ต๋๋ค. ๊ทธ๋ค์ ์ค์ฌ๊ฐ์ ๋(0~360ยฐ) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํฉ๋๋ค. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ฐ์ง๋ฆ๊ณผ ๊ฐ์ ๋จ์๋ก ํธ์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ์๋ ค ์ฃผ๋ฉฐ, ์ฐธ๊ณ ์ฉ์ผ๋ก ๋ผ๋์์ผ๋ก ๋ณํํ ๊ฐ๋์ ์ ์ ์ฒด ๋๋ ๋ ํจ๊ป ๋ณด์ฌ ์ค๋๋ค.
๊ณต์ ํ์ด
์์ ์ ์ฒด ๋๋ ๋ \(2\pi r\)์ ๋๋ค. ์ค์ฌ๊ฐ์ด \(\theta\)๋๋ผ๋ฉด ์ ์ฒด ์์ \(\theta/360\)๋งํผ์ ์ฐจ์งํ๋ฏ๋ก ํธ์ ๊ธธ์ด๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$L = \frac{\theta}{360} \times 2\pi r$$
ํ ๋ฐํด๊ฐ 360ยฐ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ ๋ ฅํ ๊ฐ๋๋ฅผ 360์ผ๋ก ๋๋๋ฉด ํธ๊ฐ ๋๋ ์์ ์ฐจ์งํ๋ ๋น์จ์ด ๋์ต๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
์๋ฅผ ๋ค์ด \(r = 10\)์ด๊ณ ์ค์ฌ๊ฐ์ด 90ยฐ(์ฌ๋ถ์)๋ผ๊ณ ํด ๋ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด $$L = \frac{90}{360} \times 2\pi \times 10 = 0.25 \times 62.8319 = 15.708$$๋จ์๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋ผ๋์์ผ๋ก ํ์ฐํ ๊ฐ๋๋ \(90 \times \pi/180 = 1.5708\)์ด๊ณ , ์ ์ ์ฒด ๋๋ ๋ \(62.832\)์ ๋๋ค.
๊ฐ๋๋ณ ํธ์ ๊ธธ์ด
์๋ ํ๋ ๋จ์์(๋ฐ์ง๋ฆ \(r=1\))์ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. ํธ์ ๊ธธ์ด๋ \(L=\dfrac{\theta}{360}\times 2\pi r\)๋ก ๊ณ์ฐ๋ฉ๋๋ค. ๋ค๋ฅธ ๋ฐ์ง๋ฆ์ ๊ฒฝ์ฐ, "r์ ๋ฐฐ์" ์ด์ ๋ฐ์ง๋ฆ์ ๊ณฑํ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค.
| ๊ฐ๋ (๋) | ๋ผ๋์ | ํธ์ ๊ธธ์ด (r์ ๋ฐฐ์) | ํธ์ ๊ธธ์ด (์์, r=1) | ์์ ๋น์จ |
|---|---|---|---|---|
| 30ยฐ | \(\pi/6\) | \(\tfrac{\pi}{6}\,r\) | 0.5236 | 1/12 |
| 45ยฐ | \(\pi/4\) | \(\tfrac{\pi}{4}\,r\) | 0.7854 | 1/8 |
| 60ยฐ | \(\pi/3\) | \(\tfrac{\pi}{3}\,r\) | 1.0472 | 1/6 |
| 90ยฐ | \(\pi/2\) | \(\tfrac{\pi}{2}\,r\) | 1.5708 | 1/4 |
| 120ยฐ | \(2\pi/3\) | \(\tfrac{2\pi}{3}\,r\) | 2.0944 | 1/3 |
| 180ยฐ | \(\pi\) | \(\pi\,r\) | 3.1416 | 1/2 |
| 270ยฐ | \(3\pi/2\) | \(\tfrac{3\pi}{2}\,r\) | 4.7124 | 3/4 |
| 360ยฐ | \(2\pi\) | \(2\pi\,r\) | 6.2832 | 1 (์ ์ฒด ์) |
์ฃผ์ ์ฉ์ด
- ํธ(Arc) โ ์์ ๋๋ ์ ์ฐ์๋ ๋ถ๋ถ์ ๋๋ค. ๊ทธ ๊ธธ์ด \(L\)์ ๋ฐ์ง๋ฆ๊ณผ ์ค์ฌ๊ฐ์ผ๋ก๋ถํฐ ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ์ฐพ๋ ๊ฐ์ ๋๋ค.
- ์ค์ฌ๊ฐ(ฮธ) โ ์์ ์ค์ฌ์์ ํธ์ ๊ฒฝ๊ณ๋ฅผ ์ด๋ฃจ๋ ๋ ๋ฐ์ง๋ฆ์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง ๊ฐ๋์ด๋ฉฐ, ๋ ๋จ์๋ก ์ธก์ ๋ฉ๋๋ค. ๋ ํฐ \(\theta\)๋ ๋ ๊ธด ํธ๋ฅผ ๊ทธ์ผ๋ฉฐ, 360ยฐ์์๋ ํธ๊ฐ ์ ์ฒด ๋๋ ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค.
- ๋ฐ์ง๋ฆ(r) โ ์ค์ฌ์์ ์ ์์ ์์์ ์ ๊น์ง์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ๋๋ค. ํธ์ ๊ธธ์ด๋ \(r\)์ ์ง์ ๋น๋กํฉ๋๋ค: ๋ฐ์ง๋ฆ์ ๋ ๋ฐฐ๋ก ๋๋ฆฌ๋ฉด ๊ฐ์ ๊ฐ๋์ ํธ๋ ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค.
- ๋ผ๋์(Radian) โ ๋ฐ์ง๋ฆ๊ณผ ๊ฐ์ ๊ธธ์ด์ ํธ๋ฅผ ๊ทธ์ผ๋ฅด๋ ๊ฐ๋์ ๋๋ค. \(360^\circ = 2\pi\) ๋ผ๋์์ด๋ฏ๋ก, ๋ผ๋์์ผ๋ก ๋ณํํ๋ฉด ๊ฐ๋จํ ํํ \(L = r\theta_{\text{rad}}\)๋ฅผ ์ป์ต๋๋ค.
- ๋๋ (Circumference) โ ์ ์ฒด ์์ ํธ์ ๊ธธ์ด๋ก, \(C = 2\pi r\)์ ๋๋ค. ๋ชจ๋ ํธ์ ๊ธธ์ด๋ ์ด ๊ฐ์ \(\theta/360\) ๋น์จ์ ๋๋ค.
- ํ(Chord) โ ํธ์ ๋ ๋์ ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ์ง์ ์ ๋๋ค. ์ด๋ ํญ์ ๊ทธ๊ฒ์ด ๋ป์ด ์๋ ํธ๋ณด๋ค ์งง์ผ๋ฉฐ ํธ์ ๊ธธ์ด์ ๊ฐ์ง ์์ต๋๋ค.
- ๋ถ์ฑ๊ผด(Sector) โ ํธ์ ๊ทธ ๋ ๋ฐ์ง๋ฆ์ผ๋ก ๊ฒฝ๊ณ์ง์ด์ง "ํ์ด ์กฐ๊ฐ" ์์ญ์ ๋๋ค. ํธ๋ ๊ทธ ๊ณก์ ๊ฒฝ๊ณ์ด๋ฉฐ, ๊ทธ ๋์ด๋ \(\tfrac{\theta}{360}\pi r^2\)์ ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
ํธ์ ๊ธธ์ด๋ ์ด๋ค ๋จ์๋ก ๋์ค๋์? ์ ๋ ฅํ ๋ฐ์ง๋ฆ๊ณผ ๊ฐ์ ๋จ์๋ก ํ์๋ฉ๋๋ค. \(r\)์ ๋ฏธํฐ๋ก ๋ฃ์๋ค๋ฉด ํธ์ ๊ธธ์ด๋ ๋ฏธํฐ ๋จ์์ ๋๋ค.
๊ฐ๋๊ฐ 360ยฐ๋ฅผ ๋์ด๋ ๋๋์? ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๊ฐ๋๋ฅผ 0~360ยฐ๋ก ์ ํํฉ๋๋ค. ํ ๋ฐํด๋ฅผ ๋๋ ๊ฐ๋๋ ๋จผ์ 360ยฐ์ ๋ฐฐ์๋ฅผ ๋นผ๊ณ ์ ๋ ฅํ์ธ์.
ํ(ๅผฆ)์ ๊ธธ์ด๋ ์ด๋ป๊ฒ ๊ตฌํ๋์? ํ(ํธ์ ์ ๋์ ์ ์๋ ์ง์ )์ ๊ธธ์ด๋ \(2r \times \sin(\theta/2)\)๋ก, ๊ณก์ ์ธ ํธ์ ๊ธธ์ด์๋ ๋ค๋ฆ ๋๋ค.