弧長計算機

弧の長さ

円の半径と中心角を入力すると、弧長に加えて、弦(端点間の直線距離)と扇形面積も返します。入力は度またはラジアンに対応しています。木工テンプレート、階段やスロープのレイアウト、道路設計、曲線部分を含む幾何の宿題に便利です。

弧長を計算する方法

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    半径を入力

    円の中心から弧までの距離です。任意の長さ単位を使え、出力も同じ単位になります。

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    角度単位を選ぶ

    度(0-360)またはラジアン(0-2π)です。手計算では度が多く、微積分や物理ではラジアンを使います。

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    中心角を入力

    弧を挟む2本の半径が、円の中心で作る角度です。

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    弧長、弦、面積を読む

    弧長は曲線に沿った距離です。弦は端点間の直線です。扇形面積は2本の半径と弧で囲まれたパイ状の面積です。

弧長の公式

ラジアンでは:

arc_length = r × θ

rは半径、θはラジアン単位の中心角です。ラジアンという単位が存在する理由は、この公式がすっきりするからです。度数法では変換が必要です。

arc_length = r × (θ度 × π / 180)

同じ設定で使う関連公式

  • 弦の長さ: 2 × r × sin(θ / 2)
  • 扇形の面積: 0.5 × r² × θ(θはラジアン)
  • 弓形の面積(弦と弧の間): 0.5 × r² × (θ - sin(θ))
  • 弧の高さ(サジッタ): r - r × cos(θ / 2) - 弧が弦の中点からどれだけ持ち上がるか。

よくある実用例

シナリオ 典型的な角度 備考
曲線状の木製巾木 15-45° 小さな角度では弦 ≈ 弧
らせん階段の踏面 20-30° 角度 × 段数 = 360°
道路の曲線(平面線形) 5-45° 設計速度が最大曲率を決める
パイプの曲げ 22.5° / 45° / 90° 標準的な継手の角度
アーチ 60-180° 半円は180°

小角近似

約15°(0.26 rad)未満では、弧長と弦の差は1%以内です。非常に小さな角度では、曲線を直線として扱っても大きな誤差はありません。曲線を短い直線パネルに分割する場合(CNCやレーザー切断のポリライン近似など)に便利です。

ラジアンと度: どちらを使うか

用途 推奨される単位
日常的な幾何
物理・微積分 ラジアン
航法・測量 度(多くは分・秒付き)
プログラミング(数学ライブラリ) ラジアン(ほぼ全般)

コードでMath.sin(x)sin(x)を変換なしで呼んでいるなら、xはラジアンです。度をラジアンへ変換するには、π/180 ≈ 0.01745を掛けます。

よくある質問

弧長は円周の一部で、中心角に比例します。90°の弧は全円周(2πr)の4分の1です。度数法では弧長 = (角度 / 360°) × 2πr、ラジアンではr × θです。

式を変形します: r = 弧長 / θ(θはラジアン)、またはr = 弧長 × 180 / (π × θ度)。曲線長と回転角が分かっていて半径を逆算したいときに便利です。

弧は全円を超えて巻きます。数学的には式はそのまま機能します(例: 720°なら円周の2倍)が、物理的な弧としては円を複数回なぞっているだけです。実作業では360°で剰余を取って小さくしてください。

らせん階段では、各段が中心角を持ちます。外側端の踏面弧長 = 半径 × 1段あたりの角度です。歩行線(通常、内側端から30〜45cm)はより小さな半径と短い弧を使います。そのため建築基準では総踏面ではなく、歩行線での最小踏面奥行きを指定します。

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