← Wszystkie rozdziały
ROZDZIAŁ 07

Koła
i okręgi.

Poznajemy okrąg, koło, styczną, liczbę π, długość okręgu oraz pole koła.

NA POCZĄTEK

Gdzie spotykamy koła i okręgi?

Koła i okręgi są jednymi z najczęściej spotykanych kształtów w technice i codziennym życiu. Znajomość ich własności pozwala między innymi obliczać potrzebną długość materiału czy powierzchnię.

Koła samochodowe Średnica i obwód koła mają znaczenie przy projektowaniu kół i opon.
Koła rowerowe Znając średnicę koła możemy obliczyć, jaką odległość rower pokonuje podczas jednego obrotu.
Architektura Okrągłe okna, kopuły i łuki wykorzystują własności figur kołowych.
Inżynieria Koła zębate i elementy maszyn mają często kształty oparte na okręgach.
Sport Boiska, tarcze i inne elementy sportowe często zawierają koła i okręgi.
Projektowanie Pole koła pozwala obliczyć np. powierzchnię okrągłego stołu lub klombu.
01

Styczna do okręgu

Styczna do okręgu to prosta, która ma z okręgiem dokładnie jeden punkt wspólny. Ten punkt nazywamy punktem styczności.

O A styczna r

Najważniejsza własność

Promień poprowadzony do punktu styczności jest prostopadły do stycznej.

r ⟂ styczna

Jeżeli z punktu P poza okręgiem poprowadzimy dwie styczne do okręgu, to ich długości są równe:

PA = PB

Interaktywny przykład — styczne

Punkt P znajduje się w odległości d od środka okręgu. Promień okręgu wynosi r. Obliczymy długość odcinka stycznego.

Korzystamy z twierdzenia Pitagorasa:

PA = √(d² − r²)

Wynik pojawi się tutaj.
02

Wzajemne położenie dwóch okręgów

Położenie dwóch okręgów zależy od odległości między ich środkami oraz długości ich promieni.

Oznaczmy:

  • R — promień pierwszego okręgu,
  • r — promień drugiego okręgu,
  • d — odległość między środkami.
Położenie Warunek Liczba punktów wspólnych
Rozłączne zewnętrznie d > R + r 0
Styczne zewnętrznie d = R + r 1
Przecinające się |R-r| < d < R+r 2
Styczne wewnętrznie d = |R-r| 1
Rozłączne wewnętrznie d < |R-r| 0

Sprawdź wzajemne położenie okręgów


Podaj wartości.
03

Liczba π

Liczba π jest stałą matematyczną opisującą zależność pomiędzy długością okręgu a jego średnicą.

π ≈ 3,1415926535...

Liczba π jest niewymierna, dlatego jej rozwinięcie dziesiętne jest nieskończone i nieokresowe. W szkolnych obliczeniach najczęściej korzystamy z przybliżenia:

π ≈ 3,14

Skąd bierze się π?

Dla każdego okręgu stosunek jego długości do średnicy jest taki sam:

π = L / d

Oznacza to, że niezależnie od rozmiaru okręgu, jego długość jest około 3,14 razy większa od średnicy.

Eksperyment z liczbą π

Podaj długość okręgu i jego średnicę. Program obliczy przybliżenie liczby π.


Wynik pojawi się tutaj.
04

Długość okręgu

Długość okręgu nazywamy także jego obwodem. Możemy ją obliczyć, znając promień albo średnicę.

L = 2πr

Ponieważ średnica jest dwa razy większa od promienia:

L = πd
Przykład

Promień koła wynosi 5 cm. Obliczamy długość okręgu:

L = 2π · 5 = 10π ≈ 31,42 cm

Kalkulator długości okręgu

Podaj promień okręgu.


Wynik pojawi się tutaj.
05

Pole koła

Koło to część płaszczyzny ograniczona przez okrąg. Jego pole obliczamy za pomocą promienia.

P = πr²

Najpierw podnosimy promień do kwadratu, a następnie mnożymy wynik przez π.

Przykład

Promień koła wynosi 4 cm.

P = π · 4²
P = 16π ≈ 50,27 cm²

Kalkulator pola koła

Podaj promień koła.


Wynik pojawi się tutaj.

Pole koła w praktyce

Wyobraź sobie okrągły klomb o promieniu 3 m. Chcemy wiedzieć, ile metrów kwadratowych ziemi zajmuje jego powierzchnia.

P = π · 3² ≈ 28,27 m²

Potrzebujemy więc około 28,27 m² ziemi, aby pokryć cały klomb.

06

Sprawdź się

Zadanie 1

Promień koła wynosi 7 cm. Jaka jest jego średnica?

Zadanie 2

Promień okręgu wynosi 5 cm. Jaka jest jego długość? Podaj wynik z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.

Zadanie 3

Koło ma promień 4 cm. Jaka jest jego powierzchnia?

Zadanie 4

Czy dwa okręgi o promieniach 5 cm i 3 cm, których środki są oddalone o 8 cm, są styczne?


Zadanie 5

Długość okręgu wynosi około 31,4 cm. Jaki jest jego promień? Przyjmij π = 3,14.