Diferenças entre edições de "Ângulo (medidas)"
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− | <span style="font-size:8pt"><b>Referência : </b>< | + | <span style="font-size:8pt"><b>Referência : </b> Tavares, J., Geraldo, A., (2018) Ângulo (medidas), ''[http://rce.casadasciencias.org Rev. Ciência Elem.]'', V6(4):075<br> |
+ | <span style="font-size:8pt"><b>Autor</b>: <i>[[Usuário:Jntavar_e_Angela|João Nuno Tavares e Ângela Geraldo]]</i></span><br> | ||
+ | <span style="font-size:8pt"><span style="font-size:8pt"><b>Editor</b>: <i>[[Usuário:Jfgomes47|José Ferreira Gomes]]</i></span><br> | ||
+ | <span style="font-size:8pt"><b>DOI</b>: <i>[[http://doi.org/10.24927/rce2018.075 http://doi.org/10.24927/rce2018.075]]</i></span><br> | ||
+ | <html><a href="https://rce.casadasciencias.org/rceapp/pdf/2018/075/" target="_blank"> | ||
+ | <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/layout/pdf.png" alt="PDF Download"></a></html> | ||
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+ | ==Ângulos e rotações== | ||
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+ | <html>Quando um ponto P se move sobre uma circunferência, de centro O, rodando no sentido | ||
+ | positivo | ||
+ | (anti-horário), partindo de uma certa posição inicial Q, quando ele regressa a Q, após descrever uma | ||
+ | volta | ||
+ | inteira, diz-se que o ponto P (ou a semi-recta OP, se preferir) descreveu um <strong>ângulo (de | ||
+ | rotação)</strong> (orientado) igual a 360º. | ||
+ | <p> </p> | ||
+ | <p> </p> | ||
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+ | Se o ponto descreve um quarto de volta, o ângulo (de rotação) será igual a | ||
+ | 14×360º=90º. Um outro exemplo, 300º representa o valor do ângulo | ||
+ | correspondente | ||
+ | à rotação positiva de P de 300360=1518 de volta inteira.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Quando P roda no sentido negativo (horário), os ângulos são negativos.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Não há qualquer razão matemática para que uma volta inteira corresponda a 360º, ou, de outra | ||
+ | forma, para que a unidade de medida seja o grau = 1360 de volta inteira. De facto a | ||
+ | única razão é de carácter histórico - é assim desde a antiguidade clássica. Como veremos, existe uma unidade de | ||
+ | medida mais apropriada do ponto de vista matemático - o</html> [[Radiano|radiano]]. | ||
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+ | <figure class="image-medium"> | ||
+ | <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2018-075-01.png" width="450"> | ||
+ | <figcaption>FIGURA 1. Ângulos de rotação.</figcaption> | ||
+ | </figure> | ||
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+ | <br> | ||
+ | <p> | ||
+ | Mas o que significa um <strong>ângulo (de rotação)</strong> de 500º? Como | ||
+ | 5800º=360º+140º, significa que o ponto P deu uma volta inteira, no sentido positivo, a que correspondem | ||
+ | 360º, e depois continuou a rodar descrevendo um ângulo (de rotação) correspondente à rotação positiva de | ||
+ | P de 140360=718 de volta inteira (veja a figura).</p> | ||
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+ | <p class='mainText'>Podemos pois definir ângulos de rotação, ou mais simplesmente, ângulos de qualquer valor, | ||
+ | racional ou irracional, positivo ou negativo, medidos em graus.</html> | ||
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+ | ==Ângulos orientados== | ||
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+ | ===Noção de ângulo=== | ||
+ | {| border="0" cellpadding="5" | ||
+ | |- | ||
+ | | <html>Uma semi-reta de origem O, pertencente a um dado plano, pode mover-se nesse plano rodando em | ||
+ | torno de O em dois sentidos: ou no sentido contrário ao do movimento dos ponteiros do relógio que será o | ||
+ | sentido positivo, ou no sentido oposto, sentido negativo.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Quando a semi-reta partindo da posição a, roda em torno da origem O acabando por ocupar | ||
+ | a posição b, diz-se que descreveu o ângulo ∠a,b. À semi-reta a chamamos <em>lado origem</em> e | ||
+ | à | ||
+ | semi-reta b <em>lado extremidade</em>. O ponto O é o <em>vértice</em> do ângulo.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Assim, o ângulo é positivo ou negativo, conforme o sentido de rotação que leva o lado origem a | ||
+ | ocupar a posição lado extremidade seja positivo ou negativo. Nestas condições, a ordem pela qual se consideram | ||
+ | lados do ângulo não é indiferente tendo o ângulo um sentido (<strong>ângulo orientado</strong>). | ||
+ | <p> | ||
+ | Quando a semirreta <em>a</em> descreve uma rotação em torno da origem <em>O</em> de tal forma | ||
+ | que vem a ocupar a posição inicial, efetuando assim uma revolução completa num dado sentido, dizemos que essa | ||
+ | semirreta descreveu o ângulo de um giro, ou mais simplesmente, um <strong>ângulo giro</strong>. E como nada | ||
+ | impede que esse movimento de rotação continue (no sentido positivo ou negativo), concebem-se assim ângulos | ||
+ | (positivos ou negativos) que podem exceder um ou mais ângulos giros. | ||
+ | <p> | ||
+ | Portanto, um par ordenado (<em>a</em>,<em>b</em>) de duas semirretas com a mesma origem | ||
+ | <em>O</em> corresponde a um ser geométrico múltiplo chamado <strong>ângulo trigonométrico</strong>, constituído | ||
+ | por um número infinito de determinações, cada uma das quais se refere à amplitude e sentido da rotação que leva | ||
+ | o lado origem a coincidir com o lado extremidade. | ||
+ | </html> | ||
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+ | <html><iframe scrolling="no" title="Medida dos Ângulos" src="https://www.geogebra.org/material/iframe/id/bmks7sze/width/775/height/435/border/888888/sfsb/true/smb/false/stb/false/stbh/false/ai/false/asb/false/sri/false/rc/false/ld/false/sdz/false/ctl/false" width="230px" height="280x" style="border:0px;"> </iframe></html> | ||
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+ | <html><iframe scrolling="no" title="Medida de Ângulo" src="https://www.geogebra.org/material/iframe/id/ffxaunfj/width/775/height/435/border/888888/sfsb/true/smb/false/stb/false/stbh/false/ai/false/asb/false/sri/false/rc/false/ld/false/sdz/false/ctl/false" width="230px" height="280px" style="border:0px;"> </iframe></html> | ||
+ | |} | ||
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+ | ===Medida dos ângulos=== | ||
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+ | <html> | ||
+ | Se A e U forem duas grandezas (da mesma espécie contínua) e se U for não nula, | ||
+ | existe um e um só número real α tal que, A=αU. | ||
+ | A este número α chama-se a medida de A relativamente a U. Determinar α é medir a | ||
+ | grandeza A tomando para unidade a grandeza U.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Considerando agora os ângulos orientados, podemos afirmar que dadas duas determinações A e | ||
+ | U, (U não nulo), de dois ângulos, existe um e um só número real m tal que, A=mU. O número m | ||
+ | representa assim a medida da determinação do ângulo A relativamente à unidade U.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Fixada a unidade U estabelece-se assim uma correspondência biunívoca entre o conjunto dos | ||
+ | <em>ângulos orientados</em> e conjunto dos <em>números reais</em> (medidas dos ângulos). Esta correspondência é | ||
+ | tal | ||
+ | que a relação de igualdade, a relação de grandeza e a adição de <strong>ângulos</strong> se traduz, | ||
+ | respetivamente, na relação de igualdade, na relação de grandeza e na adição de <strong>números reais</strong>. | ||
+ | </p> | ||
+ | <p class='mainText'>A escolha da unidade U é arbitrária, mas habitualmente usa-se um dos três sistemas de | ||
+ | unidades definidos em seguida. | ||
+ | </html> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ==Sistema sexagesimal== | ||
+ | |||
+ | <html>No sistema sexagesimal admite-se como unidade fundamental o <strong>grau</strong>. Um grau | ||
+ | corresponde a 190 do ângulo reto que por sua vez é um quarto de um ângulo giro.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Assim sendo, um ângulo reto mede 90º (90 graus) e um ângulo giro mede 360º (360 graus) | ||
+ | pois 90×4=360.<p></html> | ||
+ | {| class="wikitable" | ||
+ | |- | ||
+ | | <html>Como submúltiplos do grau usam-se:</p> | ||
+ | <p class='mainText'>O <strong>minuto sexagesimal</strong> (1′) corresponde a 160 do | ||
+ | grau, ou seja, 60 minutos sexagesimais são 1 grau.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>O <strong>segundo sexagesimal</strong> (1″) corresponde a 160 | ||
+ | do minuto e portanto 13600 do grau, ou seja, 3600 segundos sexagesimais são 1 grau. | ||
+ | </p> | ||
+ | <p class='mainText'>O <strong>décimo do segundo</strong>, o <strong>centésimo do segundo</strong> etc.</p><p></html> | ||
+ | || | ||
+ | {| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;" align="right" | ||
+ | |- | ||
+ | ! style="background: #efefef;" | Submúltiplos do grau | ||
+ | ! style="background: #efefef;" | Um grau | ||
+ | |- | ||
+ | | Minutos || 60 | ||
+ | |- | ||
+ | | Segundos || 3600 | ||
+ | |- | ||
+ | | Décimos de segundo || 36000 | ||
+ | |- | ||
+ | | Centésimos do segundo || 360000 | ||
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+ | | … || … | ||
+ | |} | ||
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+ | <span style="color:green">'''Exemplo'''</span> | ||
+ | |||
+ | <html><p class='mainText'>Um ângulo composto de 30 graus, 12 minutos, 8 segundos e 2 centésimos que simbolicamente podemos | ||
+ | representar por 30º 12′ 8″ ,02 tem uma medida em graus de \(\displaystyle | ||
+ | 30+\frac{12}{60}+\frac{8}{3600}+\frac{2}{360\times 100} \simeq 30,2023\).</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Para indicar a medida deste ângulo usamos habitualmente a notação 30º 12′ 8″ | ||
+ | ,02 para nos referirmos ao número anterior.</p><p></html> | ||
+ | |||
+ | ==Sistema centesimal== | ||
+ | |||
+ | <html><p class='mainText'>No sistema centesimal admite-se como unidade fundamental o <b>grado</b>. Um grado corresponde a | ||
+ | 1100 do ângulo reto que por sua vez é um quarto de um ângulo giro.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Assim sendo, um ângulo reto mede 100g (100 grados) e um ângulo giro mede 400g (400 | ||
+ | grados) pois 100×4=400).<p></html> | ||
+ | |||
+ | {| class="wikitable" | ||
+ | |- | ||
+ | | <html><p class='mainText'>Como submúltiplos do grado usam-se:</p> | ||
+ | <p class='mainText'>O <strong>minuto centesimal</strong> (1‵) corresponde a 1100 | ||
+ | do grau, ou seja, 100 minutos centesimais são 1 grado.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>O <strong>segundo centesimal</strong> (1‶) corresponde a 1100 do | ||
+ | minuto e portanto 110000 do grado, ou seja, 10000 segundos centesimais são 1 grado. | ||
+ | </p> | ||
+ | <p class='mainText'>O <strong>décimo do segundo centesimal</strong>, o <strong>centésimo do segundo | ||
+ | centesimal</strong> etc.</p><p></html> | ||
+ | || | ||
+ | {| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;" align="right" | ||
+ | |- | ||
+ | ! style="background: #efefef;" | Submúltiplos do grado | ||
+ | ! style="background: #efefef;" | Um grado | ||
+ | |- | ||
+ | | Minutos || 100 | ||
+ | |- | ||
+ | | Segundos || 10000 | ||
+ | |- | ||
+ | | Décimos de segundo centesimal || 100000 | ||
+ | |- | ||
+ | | Centésimos do segundo centesimal || 1000000 | ||
+ | |- | ||
+ | | … || … | ||
+ | |} | ||
+ | |} | ||
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+ | <span style="color:green">'''Exemplo'''</span> | ||
+ | |||
+ | <html>Um ângulo composto de 20 grados, 8 minutos e 24 segundos que simbolicamente podemos representar | ||
+ | por 20g 8‵ 24‶ tem uma medida em grados de \(\displaystyle | ||
+ | 20+\frac{8}{100}+\frac{24}{10000}=20,0824\).</p> | ||
+ | <p class='mainText'>Para indicar a medida deste ângulo no sistema centesimal usamos habitualmente a notação | ||
+ | 20g 8‵ 24‶ para nos referirmos ao número anterior.<p></html> | ||
+ | |||
+ | ==Sistema circular== | ||
+ | |||
+ | <html> | ||
<br> | <br> | ||
− | < | + | <p class='mainText'>No sistema circular a unidade de medida é o radiano. |
− | < | + | Como sabemos um radiano é a medida de um ângulo ao centro definido num círculo por um arco com o mesmo |
+ | comprimento que o raio do círculo. Sabemos também que existe proporcionalidade direta entre a medida de um | ||
+ | ângulo ao centro e o comprimento do arco correspondente. Considerando o ângulo da FIGURA 1 podemos então | ||
+ | estabelecer que:</p> | ||
+ | <br><center> | ||
+ | <p class='mainText centered'>\[\frac{\mbox{medida de um radiano}}{\mbox{medida de um ângulo | ||
+ | giro}}=\frac{\mbox{comprimento do arco } AB}{\mbox{comprimento da circunferência}}\]</p></center> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText'>Como o comprimento do arco AB é igual ao raio do círculo, resulta que</p> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText centered'>\[\frac{\mbox{medida de um radiano}}{\mbox{medida de um ângulo giro}}=\frac{r}{2\pi | ||
+ | r}=\frac{1}{2\pi}\]</p> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText'>Esta relação mostra que a medida de um <strong>ângulo giro</strong> é de 2π radianos. | ||
+ | Estabelecendo a relação com os dois sistemas de unidades anteriores temos que:</p> | ||
+ | <br><center> | ||
+ | <p class='mainText centered'>360º=2π radianos e 400g=2π radianos</p></center> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText'>Daqui resulta que,</p> | ||
+ | <br><center> | ||
+ | <p class='mainText centered'>\(\displaystyle 1 \mbox{ radiano}={\left(\frac{360}{2\pi}\right)}^{\circ} \simeq \, 57º | ||
+ | \,\, 17' \,\, 45' '\)</p> | ||
+ | <p class='mainText centered'>1 radiano=(4002π)g≃63,6620g</p></center> | ||
+ | <br></html> | ||
− | |||
− | = | + | ==Passagem de um sistema de unidades para outro== |
+ | <html><br> | ||
+ | <p class='mainText'>Consideremos um ângulo ∠a,b qualquer e designemos por s, c e d as suas | ||
+ | medidas nos sistemas sexagesinal, centesimal e circular, respetivamente. Necessitamos de estabelecer uma relação | ||
+ | destas medidas com medidas já conhecidas, como por exemplo, a medida de um <i>ângulo raso</i>, que é de 180º | ||
+ | no sistema sexagesimal, de 200g no centesimal e de π rad no circular. | ||
+ | Como a razão entre grandezas da mesma espécie é o quociente das suas medidas relativamente a uma unidade comum, | ||
+ | resulta que a razão entre o ângulo ∠a,b e o ângulo raso pode ser expressa pelos números | ||
+ | s180, c200 ou por dπ.</p> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText'>Como os três números anteriores são iguais então temos que:</p><p></html> | ||
− | = | + | {| border="0" style="text-align: center;" align="center" |
+ | |- | ||
+ | ! style="background: #efefef;" | s180=c200=dπ | ||
+ | |} | ||
− | + | Esta relação permite-nos, conhecendo a medida de um ângulo num dos sistemas, determinar a medida desse mesmo ângulo num dos outros dois sistemas de unidades. | |
− | = | + | <span style="color:green">'''Exemplo'''</span> |
− | = | + | <html><p class='mainText'>Cálculo das medidas do ângulo 28º 48′ nos sistemas centesimal e circular.</p> |
+ | <p class='mainText'>Usando a relação anterior temos que s=28,8 pois 48′=0,8º,então</p> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText centered'>\(\displaystyle \frac{28,8}{180}=\frac{c}{200} \, \Leftrightarrow \, c=\frac{200 \times | ||
+ | 28,8}{180}=32\)</p> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText'>Da mesma forma determinamos a medida do ângulo no sistema circular:</p> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText centered'>\(\displaystyle \frac{28,8}{180}=\frac{d}{\pi} \, \Leftrightarrow \, d=\frac{\pi \times | ||
+ | 28,8}{180}=\frac{28,8}{180}\pi=\frac{4}{25}\pi \simeq 0,503\)</p> | ||
+ | <br> | ||
+ | <p class='mainText'>Logo, o ângulo 28º 48′ mede 32g no sistema centesimal e aproximadamente \(0,503 | ||
+ | \mbox{ rad}\) no sistema circular.</p><p></html> | ||
− | =Referências= | + | ==Notas históricas== |
+ | |||
+ | |||
+ | <html><br> | ||
+ | <p class='mainText'>Dos três sistemas de unidade descritos anteriormente é o sistema circular que parece suscitar | ||
+ | maior interesse <em>teórico</em> pela quantidade de assuntos matemáticos em que intervém. Já os outros dois | ||
+ | sistemas, sistema sexagesimal e sistema centesimal, são mais utilizados nas aplicações práticas mais | ||
+ | elementares.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>O <strong>sistema sexagesimal</strong> será, dos três sistemas de unidades, o mais antigo, como | ||
+ | podemos ler na <em>Enciclopédia das Matemáticas Elementares</em> (Berzolari, Milão, 1937, Vol.II p.545), <em>«O | ||
+ | sistema sexagesimal é de origem remotíssima. Os Babilónios dividiam a circunferência em 360 partes iguais e | ||
+ | esta subdivisão transmitiu-se aos Gregos e Árabes e chegou até nós»</em>.</p> | ||
+ | <p class='mainText'>O <strong>sistema centesimal</strong> parece datar do séc.XV. O notável geómetra H.Briggs | ||
+ | (1556-1630) utilizou a subdivisão centesimal na construção duma tábua trigonométrica. Mais tarde, o matemático | ||
+ | francês J.L.Lagrange (1736-1813) mostrou-se defensor da substituição do sistema sexagesimal pelo sistema | ||
+ | centesimal de unidades de medida de ângulo. Apesar do sistema centesimal ser mais cómodo a nível de cálculo, uma | ||
+ | vez que se usam medidas expressas em números decimais, ainda hoje podemos verificar que o sistema mais utilizado | ||
+ | e mais comum é o sistema sexagesimal.</p><p></html> | ||
+ | |||
+ | ==Referências== | ||
# J. Jorge G. Calado (1974) ''"Compêndio de Trigonometria"'' 4ªedição. Liv. Popular de Francisco Franco, Lisboa. | # J. Jorge G. Calado (1974) ''"Compêndio de Trigonometria"'' 4ªedição. Liv. Popular de Francisco Franco, Lisboa. | ||
− | # | + | |
− | # | + | ---- |
+ | |||
+ | Recursos relacionados disponíveis na [http://www.casadasciencias.org Casa das Ciências]:<br> | ||
+ | # [https://www.casadasciencias.org/recurso/7498 Construção de Triângulos];<br> | ||
+ | # [https://www.casadasciencias.org/recurso/7238 Ângulos e Triângulos].<br> | ||
+ | |||
+ | ---- <br>Criada em 17 de Fevereiro de 2013<br> Revista em 23 de Maio de 2018<br> Aceite pelo editor em 4 de Dezembro de 2018<br> | ||
+ | [[Category:Matemática|Angulo (medidas)]] |
Edição actual desde as 16h51min de 19 de outubro de 2020
Referência : Tavares, J., Geraldo, A., (2018) Ângulo (medidas), Rev. Ciência Elem., V6(4):075
Autor: João Nuno Tavares e Ângela Geraldo
Editor: José Ferreira Gomes
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2018.075]
Índice[esconder] |
Ângulos e rotações
Quando um ponto P se move sobre uma circunferência, de centro O, rodando no sentido positivo (anti-horário), partindo de uma certa posição inicial Q, quando ele regressa a Q, após descrever uma volta inteira, diz-se que o ponto P (ou a semi-recta OP, se preferir) descreveu um ângulo (de rotação) (orientado) igual a 360º.
Se o ponto descreve um quarto de volta, o ângulo (de rotação) será igual a 14×360º=90º. Um outro exemplo, 300º representa o valor do ângulo correspondente à rotação positiva de P de 300360=1518 de volta inteira.
Quando P roda no sentido negativo (horário), os ângulos são negativos.
Não há qualquer razão matemática para que uma volta inteira corresponda a 360º, ou, de outra forma, para que a unidade de medida seja o grau = 1360 de volta inteira. De facto a única razão é de carácter histórico - é assim desde a antiguidade clássica. Como veremos, existe uma unidade de medida mais apropriada do ponto de vista matemático - o radiano.

Mas o que significa um ângulo (de rotação) de 500º? Como 5800º=360º+140º, significa que o ponto P deu uma volta inteira, no sentido positivo, a que correspondem 360º, e depois continuou a rodar descrevendo um ângulo (de rotação) correspondente à rotação positiva de P de 140360=718 de volta inteira (veja a figura).
Podemos pois definir ângulos de rotação, ou mais simplesmente, ângulos de qualquer valor, racional ou irracional, positivo ou negativo, medidos em graus.
Ângulos orientados
Noção de ângulo
Uma semi-reta de origem O, pertencente a um dado plano, pode mover-se nesse plano rodando em
torno de O em dois sentidos: ou no sentido contrário ao do movimento dos ponteiros do relógio que será o
sentido positivo, ou no sentido oposto, sentido negativo.
Quando a semi-reta partindo da posição a, roda em torno da origem O acabando por ocupar a posição b, diz-se que descreveu o ângulo ∠a,b. À semi-reta a chamamos lado origem e à semi-reta b lado extremidade. O ponto O é o vértice do ângulo. Assim, o ângulo é positivo ou negativo, conforme o sentido de rotação que leva o lado origem a ocupar a posição lado extremidade seja positivo ou negativo. Nestas condições, a ordem pela qual se consideram lados do ângulo não é indiferente tendo o ângulo um sentido (ângulo orientado). Quando a semirreta a descreve uma rotação em torno da origem O de tal forma que vem a ocupar a posição inicial, efetuando assim uma revolução completa num dado sentido, dizemos que essa semirreta descreveu o ângulo de um giro, ou mais simplesmente, um ângulo giro. E como nada impede que esse movimento de rotação continue (no sentido positivo ou negativo), concebem-se assim ângulos (positivos ou negativos) que podem exceder um ou mais ângulos giros. Portanto, um par ordenado (a,b) de duas semirretas com a mesma origem O corresponde a um ser geométrico múltiplo chamado ângulo trigonométrico, constituído por um número infinito de determinações, cada uma das quais se refere à amplitude e sentido da rotação que leva o lado origem a coincidir com o lado extremidade. |
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Medida dos ângulos
Se A e U forem duas grandezas (da mesma espécie contínua) e se U for não nula, existe um e um só número real α tal que, A=αU. A este número α chama-se a medida de A relativamente a U. Determinar α é medir a grandeza A tomando para unidade a grandeza U.
Considerando agora os ângulos orientados, podemos afirmar que dadas duas determinações A e U, (U não nulo), de dois ângulos, existe um e um só número real m tal que, A=mU. O número m representa assim a medida da determinação do ângulo A relativamente à unidade U.
Fixada a unidade U estabelece-se assim uma correspondência biunívoca entre o conjunto dos ângulos orientados e conjunto dos números reais (medidas dos ângulos). Esta correspondência é tal que a relação de igualdade, a relação de grandeza e a adição de ângulos se traduz, respetivamente, na relação de igualdade, na relação de grandeza e na adição de números reais.
A escolha da unidade U é arbitrária, mas habitualmente usa-se um dos três sistemas de unidades definidos em seguida.
Sistema sexagesimal
No sistema sexagesimal admite-se como unidade fundamental o grau. Um grau corresponde a 190 do ângulo reto que por sua vez é um quarto de um ângulo giro.
Assim sendo, um ângulo reto mede 90º (90 graus) e um ângulo giro mede 360º (360 graus) pois 90×4=360.
Como submúltiplos do grau usam-se:
O minuto sexagesimal (1′) corresponde a 160 do grau, ou seja, 60 minutos sexagesimais são 1 grau. O segundo sexagesimal (1″) corresponde a 160 do minuto e portanto 13600 do grau, ou seja, 3600 segundos sexagesimais são 1 grau. O décimo do segundo, o centésimo do segundo etc.
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Exemplo
Um ângulo composto de 30 graus, 12 minutos, 8 segundos e 2 centésimos que simbolicamente podemos representar por 30º 12′ 8″ ,02 tem uma medida em graus de 30+1260+83600+2360×100≃30,2023.
Para indicar a medida deste ângulo usamos habitualmente a notação 30º 12′ 8″ ,02 para nos referirmos ao número anterior.
Sistema centesimal
No sistema centesimal admite-se como unidade fundamental o grado. Um grado corresponde a 1100 do ângulo reto que por sua vez é um quarto de um ângulo giro.
Assim sendo, um ângulo reto mede 100g (100 grados) e um ângulo giro mede 400g (400 grados) pois 100×4=400).
Como submúltiplos do grado usam-se: O minuto centesimal (1‵) corresponde a 1100 do grau, ou seja, 100 minutos centesimais são 1 grado. O segundo centesimal (1‶) corresponde a 1100 do minuto e portanto 110000 do grado, ou seja, 10000 segundos centesimais são 1 grado. O décimo do segundo centesimal, o centésimo do segundo centesimal etc.
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Exemplo
Um ângulo composto de 20 grados, 8 minutos e 24 segundos que simbolicamente podemos representar por 20g 8‵ 24‶ tem uma medida em grados de 20+8100+2410000=20,0824.
Para indicar a medida deste ângulo no sistema centesimal usamos habitualmente a notação 20g 8‵ 24‶ para nos referirmos ao número anterior.
Sistema circular
No sistema circular a unidade de medida é o radiano. Como sabemos um radiano é a medida de um ângulo ao centro definido num círculo por um arco com o mesmo comprimento que o raio do círculo. Sabemos também que existe proporcionalidade direta entre a medida de um ângulo ao centro e o comprimento do arco correspondente. Considerando o ângulo da FIGURA 1 podemos então estabelecer que:
medida de um radianomedida de um ângulo giro=comprimento do arco ABcomprimento da circunferência
Como o comprimento do arco AB é igual ao raio do círculo, resulta que
medida de um radianomedida de um ângulo giro=r2πr=12π
Esta relação mostra que a medida de um ângulo giro é de 2π radianos. Estabelecendo a relação com os dois sistemas de unidades anteriores temos que:
360º=2π radianos e 400g=2π radianos
Daqui resulta que,
1 radiano=(3602π)∘≃57º17′45″
1 radiano=(4002π)g≃63,6620g
Passagem de um sistema de unidades para outro
Consideremos um ângulo ∠a,b qualquer e designemos por s, c e d as suas medidas nos sistemas sexagesinal, centesimal e circular, respetivamente. Necessitamos de estabelecer uma relação destas medidas com medidas já conhecidas, como por exemplo, a medida de um ângulo raso, que é de 180º no sistema sexagesimal, de 200g no centesimal e de π rad no circular. Como a razão entre grandezas da mesma espécie é o quociente das suas medidas relativamente a uma unidade comum, resulta que a razão entre o ângulo ∠a,b e o ângulo raso pode ser expressa pelos números s180, c200 ou por dπ.
Como os três números anteriores são iguais então temos que:
s180=c200=dπ |
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Esta relação permite-nos, conhecendo a medida de um ângulo num dos sistemas, determinar a medida desse mesmo ângulo num dos outros dois sistemas de unidades.
Exemplo
Cálculo das medidas do ângulo 28º 48′ nos sistemas centesimal e circular.
Usando a relação anterior temos que s=28,8 pois 48′=0,8º,então
28,8180=c200⇔c=200×28,8180=32
Da mesma forma determinamos a medida do ângulo no sistema circular:
28,8180=dπ⇔d=π×28,8180=28,8180π=425π≃0,503
Logo, o ângulo 28º 48′ mede 32g no sistema centesimal e aproximadamente 0,503 rad no sistema circular.
Notas históricas
Dos três sistemas de unidade descritos anteriormente é o sistema circular que parece suscitar maior interesse teórico pela quantidade de assuntos matemáticos em que intervém. Já os outros dois sistemas, sistema sexagesimal e sistema centesimal, são mais utilizados nas aplicações práticas mais elementares.
O sistema sexagesimal será, dos três sistemas de unidades, o mais antigo, como podemos ler na Enciclopédia das Matemáticas Elementares (Berzolari, Milão, 1937, Vol.II p.545), «O sistema sexagesimal é de origem remotíssima. Os Babilónios dividiam a circunferência em 360 partes iguais e esta subdivisão transmitiu-se aos Gregos e Árabes e chegou até nós».
O sistema centesimal parece datar do séc.XV. O notável geómetra H.Briggs (1556-1630) utilizou a subdivisão centesimal na construção duma tábua trigonométrica. Mais tarde, o matemático francês J.L.Lagrange (1736-1813) mostrou-se defensor da substituição do sistema sexagesimal pelo sistema centesimal de unidades de medida de ângulo. Apesar do sistema centesimal ser mais cómodo a nível de cálculo, uma vez que se usam medidas expressas em números decimais, ainda hoje podemos verificar que o sistema mais utilizado e mais comum é o sistema sexagesimal.
Referências
- J. Jorge G. Calado (1974) "Compêndio de Trigonometria" 4ªedição. Liv. Popular de Francisco Franco, Lisboa.
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Criada em 17 de Fevereiro de 2013
Revista em 23 de Maio de 2018
Aceite pelo editor em 4 de Dezembro de 2018