什麼是圓心角?
圓心角是指從圓心出發、由兩條半徑分別連到一段弧的兩個端點所夾出的角度。它把這段弧的長度與圓的半徑直接連結在一起。本計算器會依據已知的弧長與半徑算出圓心角,並同時以弧度(radian)與角度(degree)兩種方式呈現結果。
計算器使用方法
請輸入弧長(沿著圓周邊緣量出的弧形距離)與半徑(從圓心到邊緣的距離),兩者務必使用相同單位。按下計算後,即可立即看到圓心角。弧度數值就是純粹的比值 \(s/r\),而角度數值則是我們日常較熟悉的角度量法。
公式說明
最基本的關係式是 \(\theta = s / r\),其中 \(\theta\) 以弧度表示、\(s\) 是弧長、\(r\) 是半徑。由於一整個圓是 \(2\pi\) 弧度(也就是 360°),只要把弧度乘上 \(180/\pi\) 就能換算成角度。因此 $$\theta^\circ = \frac{s}{r} \times \frac{180}{\pi}$$ 只要弧長與半徑使用相同單位,這個公式對任何圓都適用。
實際範例
假設某圓的半徑為 5 公分,而其中一段弧長為 10 公分。以弧度計算為 \(10 / 5 = 2\) 弧度。換算成角度:$$2 \times \frac{180}{\pi} \approx 114.59^\circ$$ 也就是說,圍出這段弧的兩條半徑所形成的圓心角約為 114.59 度。
常見問題
弧長與半徑一定要用相同單位嗎?是的。因為這個比值必須是無單位的,所以兩者要用同一種單位來量測(公分、公尺、英吋等皆可)。
為什麼弧度值會等於 \(s/r\)?根據定義,當弧長剛好等於半徑時所對應的角度就是 1 弧度,因此這個比值本身就是弧度的度量。
如果弧長超過圓周長會怎樣?那麼算出的角度就會超過 360°(\(2\pi\) 弧度),代表這段弧在圓上繞了超過一圈。