什麼是時鐘角度計算機?
時鐘角度計算機可以算出在任意時刻,標準 12 小時制指針式時鐘上「時針」與「分針」之間所形成的夾角。這是幾何學與性向測驗中相當經典的題型,本工具會同時告訴你較小的(非優角)夾角,以及較大的優角,結果即時呈現。
使用方法
輸入小時(0–12)與分鐘(0–59),即可讀取結果。舉例來說,想知道 3:15 時兩針的夾角,只要分別填入 3 和 15 即可。計算機會自動將小時對 12 取餘數,因此不論輸入 12 或 0,都代表時鐘最上方的 12 點位置。
公式解析
分針每 60 分鐘走完一圈 360°,也就是每分鐘 6°。時針每 12 小時走完 360°,即每小時 30°,換算下來每分鐘還會多走 0.5°。因此時針的位置為 \(30H + 0.5M\) 度,分針的位置為 \(6M\) 度。兩者的差值即為:
$$\theta = \left| (30H + 0.5M) - 6M \right| = \left| 30H - 5.5M \right|$$
若計算結果大於 180°,則實際的較小夾角為 360° − 夾角。
實際範例
以 3:30 為例,\(H = 3\)、\(M = 30\)。$$\theta = \left| 30 \times 3 - 5.5 \times 30 \right| = \left| 90 - 165 \right| = 75°$$由於 75 ≤ 180,所以較小夾角為 75°,而優角則為 360 − 75 = 285°。
常見問題
為什麼是 5.5 而不是 6?因為時針會隨著分鐘流逝而緩緩前移(每分鐘 0.5°)。把這個位移從分針的 6° 中扣掉,就得到每分鐘淨差 5.5° 這一項。
那 12:00 呢?此時兩針完全重疊,所以夾角為 0°。
是否適用於任何時間?是的——只要是整分鐘都適用。由於小時會對 12 取餘數,因此 13:00(下午 1 點)所得到的結果,會與 1:00 相同。