什么是弧长计算器(已知度数)?
这款计算器可以在你知道圆的半径和以度为单位的圆心角时,求出对应圆弧的长度。圆弧其实就是圆周的一部分,而这段弧的长度,与圆心角在整个 360° 中所占的比例成正比。
使用方法
先输入半径(r),单位随你选择——厘米、米、英寸都可以。接着输入圆心角的度数(0 到 360)。计算器会按与半径相同的单位给出弧长,同时附上换算后的弧度值和整圆周长,方便对照参考。
公式解析
整个圆的周长为 \(2\pi r\)。圆心角为 \(\theta\) 度时,它覆盖了整圆的 \(\theta/360\),因此弧长为:
$$L = \frac{\theta}{360} \times 2\pi r$$
由于一整圆为 360°,用你的角度除以 360,就能得到这段弧所占周长的比例。
实例演示
假设 \(r = 10\),圆心角为 90°(即四分之一圆)。那么 $$L = \frac{90}{360} \times 2\pi \times 10 = 0.25 \times 62.8319 = 15.708$$ 个单位。该角度换算成弧度为 \(90 \times \pi/180 = 1.5708\),整圆周长为 \(62.832\)。
按角度划分的常见圆弧长
下表使用单位圆(半径 \(r=1\))。圆弧长由 \(L=\dfrac{\theta}{360}\times 2\pi r\) 计算得出。对于任何其他半径,只需将"作为 r 的倍数"列乘以您的半径。
| 角度(度) | 弧度 | 圆弧长(r 的倍数) | 圆弧长(小数,r=1) | 圆的分数 |
|---|---|---|---|---|
| 30° | \(\pi/6\) | \(\tfrac{\pi}{6}\,r\) | 0.5236 | 1/12 |
| 45° | \(\pi/4\) | \(\tfrac{\pi}{4}\,r\) | 0.7854 | 1/8 |
| 60° | \(\pi/3\) | \(\tfrac{\pi}{3}\,r\) | 1.0472 | 1/6 |
| 90° | \(\pi/2\) | \(\tfrac{\pi}{2}\,r\) | 1.5708 | 1/4 |
| 120° | \(2\pi/3\) | \(\tfrac{2\pi}{3}\,r\) | 2.0944 | 1/3 |
| 180° | \(\pi\) | \(\pi\,r\) | 3.1416 | 1/2 |
| 270° | \(3\pi/2\) | \(\tfrac{3\pi}{2}\,r\) | 4.7124 | 3/4 |
| 360° | \(2\pi\) | \(2\pi\,r\) | 6.2832 | 1(完整圆) |
关键术语
- 圆弧 — 圆周边界的连续部分(周长)。其长度 \(L\) 是此计算器从半径和圆心角找到的值。
- 圆心角(θ) — 在圆心处形成的角度,以度为单位测量,由限定圆弧的两条半径形成。较大的 \(\theta\) 扫过较长的弧;在 360° 处,圆弧变为整个周长。
- 半径(r) — 从圆心到圆周上任何点的距离。圆弧长与 \(r\) 直接成比例:半径增加一倍,相同角度的圆弧长也增加一倍。
- 弧度 — 对应的圆弧长等于半径的角度。因为 \(360^\circ = 2\pi\) 弧度,转换为弧度得到紧凑形式 \(L = r\theta_{\text{弧度}}\)。
- 周长 — 完整圆的圆弧长,\(C = 2\pi r\)。每条圆弧长是该值的 \(\theta/360\) 分数。
- 弦 — 连接圆弧两个端点的直线。它总是比其跨越的圆弧短,与圆弧长不同。
- 扇形 — 由圆弧及其两条半径限定的"圆饼"区域。圆弧是其弯曲边界;其面积为 \(\tfrac{\theta}{360}\pi r^2\)。
常见问题
弧长的单位是什么? 与你输入半径时所用的单位相同。如果 r 以米为单位,弧长也以米为单位。
角度可以超过 360° 吗? 本工具将角度限制在 0–360° 之间。若角度超过一整圈,请先减去若干个 360°,再代入计算。
怎样求弦长而不是弧长? 弦(连接圆弧两个端点的直线)长度为 \(2r \times \sin(\theta/2)\),与弯曲的弧长并不相同。