Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Planimetria – geometria płaska

Długość łukuPodstawa

Długość łuku to fragment obwodu koła — jak zakrzywiona krawędź kawałka pizzy albo odcinek toru na rondzie. Wystarczy ustalić, jaką część pełnego kąta stanowi dany wycinek, a potem wziąć tę samą część obwodu koła.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Długość łuku jest długością fragmentu okręgu. Obliczamy ją, biorąc odpowiednią część obwodu \(2\pi r\), zgodną z udziałem kąta środkowego w pełnym obrocie.

Pojęcia, od których zaczynamy

Dwa różne punkty okręgu wyznaczają dwa łuki. Trzeba ustalić, o który z nich chodzi: mniejszy czy większy. Kąt środkowy i wyróżnienie na rysunku pomagają wybrać właściwą drogę po brzegu. Cięciwa prowadzi między tymi samymi końcami prostym odcinkiem, więc nie jest tym samym co łuk.

Najpierw oblicz obwód całego okręgu, potem udział kąta. Dla ćwiartki koła bierzemy jedną czwartą obwodu. Jednostką wyniku jest jednostka długości, np. centymetr. Centymetr kwadratowy wskazywałby pole, a nie długość linii.

Zasady i wzory

Podstawą jest obwód \(2\pi r\). Dla kąta \(\alpha\) w stopniach mnożymy go przez \(\frac{\alpha}{360^\circ}\). Łuk nie obejmuje promieni ani średnicy.

  • Długość łuku ma jednostkę liniową.
  • Półokrąg ma długość \(\pi r\).
  • Obwód półkola to łuk plus średnica — to inne pytanie.
\[l=\frac{\alpha}{360^\circ}\cdot2\pi r=\frac{\alpha\pi r}{180^\circ}\]

Obie postacie wzoru są równoważne.

Jak czytać rysunek?

Łuk: część linii brzegowejKąt środkowy 80 stopni; zaznaczono sam łuk, bez promieni.Łuk: część linii brzegowejOr80°długość łuku

Wyróżniony fragment okręgu jest łukiem. Promienie pokazują kąt środkowy, ale nie wchodzą do długości łuku. Gdy pytanie dotyczy obwodu wycinka, trzeba je doliczyć. Dla zwykłego wycinka o kącie mniejszym niż \(360^\circ\) jego obwód wynosi \(l+2r\).

Przykład krok po kroku

Oblicz długość łuku o promieniu 9 cm i kącie \(80^\circ\).

Łuk to część obwodu. Najpierw ustalamy udział kąta w pełnym obrocie, czyli \(\frac{80}{360}=\frac{2}{9}\). Potem bierzemy taki sam ułamek długości całego okręgu \(2\pi r\). Nie używamy wzoru na pole, bo szukamy długości linii.

  1. Podstaw do wzoru.\(l=\frac{80^\circ}{360^\circ}\cdot2\pi\cdot9\)
  2. Uprość.\(l=\frac29\cdot18\pi\)
  3. Oblicz.\(l=4\pi\text{ cm}\)

Typowy błąd

Długość łuku nie jest polem wycinka.

\(l=\frac{\alpha}{360^\circ}\pi r^2\)Ten zapis ma jednostkę kwadratową i opisuje pole.
\(l=\frac{\alpha}{360^\circ}2\pi r\)

Dodatkowy przykład i kontrola

Dla promienia \(6\) i kąta \(120^\circ\) otrzymujemy \(l=\frac13\cdot12\pi=4\pi\). Obwód tego wycinka wynosi jednak \(4\pi+12\). Nie dodajemy dwóch promieni, jeśli polecenie pyta wyłącznie o łuk.

Jeśli łuk ma długość \(3\pi\), a promień wynosi \(6\), cały okrąg ma długość \(12\pi\). Łuk stanowi \(\frac14\) całości, więc odpowiada mu kąt \(90^\circ\). Dla tego samego kąta podwojenie promienia podwaja długość łuku. Podwojenie kąta przy stałym promieniu również podwaja łuk, o ile rozpatrujemy odpowiedni fragment jednego pełnego okręgu.

Najczęstsze pytania

Czy długość łuku obejmuje promienie?
Nie. Łuk biegnie wyłącznie po okręgu. Dwa promienie doliczamy przy obliczaniu obwodu zwykłego wycinka koła.
Czym łuk różni się od cięciwy?
Łuk jest fragmentem okręgu, a cięciwa prostym odcinkiem łączącym dwa punkty okręgu.

Poćwicz

ABCD

Które odcinki doliczamy do łuku, aby otrzymać obwód wycinka o kącie \(60^\circ\)?

ABCD

Łuk okręgu o promieniu \(10\) ma kąt środkowy \(72^\circ\). Jaka jest jego długość?

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Dla \(r=6\) i \(\alpha =60^\circ\) długość łuku wynosi …”.

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Długość półokręgu o promieniu 5 wynosi …”.

ABCD

Które zdanie poprawnie naprawia błąd: „Długość łuku półokręgu obejmuje automatycznie jego średnicę.”?

ABCD

Łuk ma długość \(6\pi\) w okręgu o promieniu \(9\). Jakiemu kątowi środkowemu odpowiada?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)