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'''Kreissegment''' ('''Kreisabschnitt''') nennt man in der [[Geometrie]] eine [[Fläche|Teilfläche]] einer [[Kreis (Geometrie)|Kreisfläche]], die von einem [[Kreisbogen]] und einer [[Sehne (Mathematik)|Kreissehne]] begrenzt wird.
'''Kreissegment''' ('''Kreisabschnitt''') nennt man in der [[Geometrie]] eine [[Fläche|Teilfläche]] einer [[Kreis (Geometrie)|Kreisfläche]], die von einem [[Kreisbogen]] und einer [[Sehne (Mathematik)|Kreissehne]] begrenzt wird.
[[Datei:Circular segment.svg|Kreissegment|thumb|left|350px]]
[[Datei:Circular segment.svg|Kreissegment|thumb|left|350px]]
Gerry
'''Größen des Kreissegments:'''
'''Größen des Kreissegments:'''
* α = Mittelpunktswinkel
* α = Mittelpunktswinkel
Version vom 29. April 2010, 16:05 Uhr
Kreissegment (Kreisabschnitt ) nennt man in der Geometrie eine Teilfläche einer Kreisfläche , die von einem Kreisbogen und einer Kreissehne begrenzt wird.
Kreissegment
Gerry
Größen des Kreissegments:
α = Mittelpunktswinkel
b = Kreisbogen
h = Segmenthöhe
r = Radius
s = Kreissehne
A = Segmentfläche
M = Kreismittelpunkt
Verbindung A-M-B = Gleichschenkeliges Dreieck
Der Flächeninhalt eines Kreissegments lässt sich aus dem Kreisradius r und dem zugehörigen Mittelpunktswinkel
α
{\displaystyle \alpha }
(hier im Gradmaß ) berechnen. Man ermittelt dazu die Flächeninhalte des entsprechenden Kreissektors und des in der Skizze dargestellten gleichschenkligen Dreiecks . Ist der Mittelpunktswinkel kleiner als 180°, so muss man diese Flächeninhalte subtrahieren (Sektorfläche minus Dreiecksfläche). Bei einem Mittelpunktswinkel über 180° sind die Flächeninhalte zu addieren . Wenn der Mittelpunktswinkel genau 180° beträgt, ist das Kreissegment eine Halbkreisfläche, und die Fläche des Dreiecks ist 0.
Formeln zum Kreissegment (alle Winkel in Bogenmaß )
Flächeninhalt
A
=
r
2
2
⋅
(
α
−
sin
α
)
,
{\displaystyle A\,={\frac {r^{2}}{2}}\cdot \left(\alpha -\sin \alpha \right),}
A
=
r
⋅
b
2
−
s
⋅
(
r
−
h
)
2
,
{\displaystyle A\,={\frac {r\cdot b}{2}}-{\frac {s\cdot (r-h)}{2}},}
A
=
1
2
arctan
(
2
h
s
)
⋅
(
4
h
2
+
s
2
)
2
+
h
s
⋅
(
4
h
2
−
s
2
)
16
h
2
,
{\displaystyle A\,=\,{\frac {{\frac {1}{2}}\arctan \left({\frac {2h}{s}}\right)\cdot (4h^{2}+s^{2})^{2}+hs\cdot (4h^{2}-s^{2})}{16h^{2}}},}
A
=
r
2
arccos
(
1
−
h
r
)
−
2
r
h
−
h
2
(
r
−
h
)
{\displaystyle A\,=\,r^{2}\arccos {\left(1-{\frac {h}{r}}\right)}-{\sqrt {2rh-h^{2}}}(r-h)}
,
A
=
π
⋅
r
2
⋅
(
α
360
)
−
cos
(
α
2
)
⋅
sin
(
α
2
)
⋅
r
2
,
{\displaystyle A\,=\pi \cdot \,r^{2}\cdot \left({\frac {\alpha }{360}}\right)-\cos \left({\frac {\alpha }{2}}\right)\cdot \sin \left({\frac {\alpha }{2}}\right)\cdot \,r^{2},}
Winkel
α
{\displaystyle \alpha }
in Grad
Radius
r
=
4
h
2
+
s
2
8
h
{\displaystyle r={\frac {4h^{2}+s^{2}}{8h}}}
Kreissehne
s
=
2
r
⋅
sin
(
α
2
)
,
{\displaystyle s=2r\cdot \sin \left({\frac {\alpha }{2}}\right),}
s
=
2
h
tan
(
α
4
)
=
2
h
⋅
cot
(
α
4
)
{\displaystyle s={\frac {2h}{\tan \left({\frac {\alpha }{4}}\right)}}=2h\cdot \cot \left({\frac {\alpha }{4}}\right)}
,
s
=
2
⋅
r
2
−
(
r
−
h
)
2
{\displaystyle s=2\cdot {\sqrt {r^{2}-(r-h)^{2}}}}
Segmenthöhe
h
=
r
−
(
r
⋅
cos
(
α
2
)
)
,
{\displaystyle h=r-\left(r\cdot \cos \left({\frac {\alpha }{2}}\right)\right),}
h
=
r
−
r
2
−
(
s
2
)
2
,
{\displaystyle h=r-{\sqrt {r^{2}-\left({\frac {s}{2}}\right)^{2}}},}
h
=
s
2
⋅
tan
(
α
4
)
{\displaystyle h={\frac {s}{2}}\cdot \tan \left({\frac {\alpha }{4}}\right)}
Bogenlänge
b
=
r
⋅
α
,
{\displaystyle b=r\cdot \alpha ,}
b
=
r
⋅
π
⋅
α
180
∘
,
{\displaystyle b=r\cdot \pi \cdot {\frac {\alpha }{180^{\circ }}},}
Winkel
α
{\displaystyle \alpha }
in Grad ,
b
=
α
⋅
(
4
h
2
+
s
2
)
8
h
,
{\displaystyle b={\frac {\alpha \cdot (4h^{2}+s^{2})}{8h}},}
b
=
arctan
(
2
h
s
)
⋅
(
4
h
2
+
s
2
)
2
h
{\displaystyle b={\frac {\arctan \left({\frac {2h}{s}}\right)\cdot (4h^{2}+s^{2})}{2h}}}
Mittelpunktswinkel
α
=
4
⋅
arctan
(
2
h
s
)
{\displaystyle \alpha \ =4\cdot \arctan \left({\frac {2h}{s}}\right)}
,
α
=
2
⋅
arccos
(
1
−
h
r
)
,
{\displaystyle \alpha \ =2\cdot \arccos \left(1-{\frac {h}{r}}\right),}
Winkel
α
{\displaystyle \alpha }
in Grad
Kreiszahl
π
=
˙
3,141
5926536...
{\displaystyle \pi \,{\dot {=}}\,3{,}1415926536...}
Flächenschwerpunkt
x
s
=
4
3
⋅
r
⋅
sin
3
α
2
α
−
sin
α
{\displaystyle x_{s}={\frac {4}{3}}\cdot {\frac {r\cdot \sin ^{3}{\frac {\alpha }{2}}}{\alpha -\sin \alpha }}}
y
s
=
0
{\displaystyle y_{s}=0}
Sonderfall Halbkreis:
x
s
=
4
r
3
π
{\displaystyle x_{s}={\frac {4r}{3\pi }}}
Siehe auch