الأوتار وأطوال أقواسها
الهندسة — خصائص الأوتار في الدائرة
الهدف: فهم خصائص الأوتار وعلاقتها بالمركز والأقواس.
القطر أكبر وتر — سلايدر تفاعلي
— كلما اقترب الوتر من مركز الدائرة زاد طوله، وأقصى طول عند القطر (المسافة = 0).
— كلما ابتعد الوتر عن المركز قصُر، حتى يصل إلى الصفر عند المحيط.
تساوي الأوتار
— وتران متساويان في الطول إذا كانت المسافة العمودية من المركز إلى كل منهما متساوية.
— الأوتار المتساوية تحصر أقواسًا متساوية.
القاعدة
— d₁ = d₂ ← الوتران متساويان ← القوسان متساويان. والعكس صحيح.
القطر العمودي على الوتر — تفاعلي
— القطر العمودي على الوتر ينصّف الوتر إلى جزأين متساويين.
— كذلك ينصّف القوس المحصور بين طرفَي الوتر.
ملاحظة مهمة
— يكفي نصف القطر العمودي — لا يشترط القطر الكامل. الشرط هو العمودية.
أمثلة محلولة
مثال ١ — الوتر الأطول
— دائرة نصف قطرها 5. أوتار على مسافات 3 و 4 و 0 من المركز. أيها أطول؟
القطر (d=0) هو الأطول — طوله = 10
مثال ٢ — تطبيق القطر العمودي
— وتر طوله 24. قطر عمودي عليه. ما طول كل جزء؟
كل جزء = 12
مثال ٣ — تساوي الأوتار
— وتران AB وCD على نفس المسافة من المركز O. أثبت أنهما متساويان.
— المسافة من O إلى AB = المسافة من O إلى CD (معطى).
— بتطبيق النظرية: المسافات متساوية ← الأوتار متساوية.
AB = CD
ملخص الخصائص
الخلاصة
— الوتر: قطعة مستقيمة طرفاها على المحيط — القطر أكبرها.
— قانون الطول: — كلما كبر d صغُر L.
— تساوي الأوتار: d₁ = d₂ ← الوتران والقوسان متساوية.
— القطر العمودي: ينصّف الوتر ويُنصّف قوسه — الشرط هو العمودية.
مراجعة سريعة
تعرفنا في الدرس السابق على الدائرة، وتعرفنا على محيط الدائرة، ونصف القطر، والقطر، ومركز الدائرة.
وقلنا إن محيط الدائرة يساوي:
2πr
أو يساوي:
πd
حيث d هو القطر.
الوتر
الوتر هو قطعة مستقيمة تصل بين نقطتين على محيط الدائرة.
لذلك فإن أي قطعة مستقيمة تصل بين نقطتين على المحيط تعتبر وترًا.
أما إذا مر الوتر بمركز الدائرة، فإنه يسمى قطرًا.
إذن القطر هو حالة خاصة من الوتر، لأنه يمر بمركز الدائرة.
طول القوس
طول القوس هو طول الجزء المنحني من محيط الدائرة المقابل لزاوية معينة.
فمثلًا إذا كانت الزاوية 70°، فإن القوس المقابل لها هو القوس المطلوب حساب طوله.
ونلاحظ أن طول القوس يرتبط بنصف القطر، فكلما زاد نصف القطر زاد طول القوس، حتى لو بقيت الزاوية ثابتة.
طول قوس نصف الدائرة
إذا كانت الزاوية 180°، فإن القوس يمثل نصف محيط الدائرة.
وبما أن محيط الدائرة يساوي:
2πr
فإن طول قوس نصف الدائرة يساوي:
πr
طول قوس الدائرة كاملة
إذا كانت الزاوية 360°، فإن القوس يمثل محيط الدائرة كاملًا.
لذلك يكون طول القوس:
2πr
قانون طول القوس
إذا كانت الزاوية أي قيمة مثل 70° أو 30° أو 20°، فإننا نستخدم القانون العام لطول القوس:
طول القوس = (الزاوية ÷ 360) × محيط الدائرة
وبالتعويض عن محيط الدائرة نحصل على:
طول القوس = (الزاوية ÷ 360) × 2πr
مثال
إذا كانت الزاوية 70°، فإننا نقسم 70 على 360، ثم نضرب الناتج في:
2πr
وإذا كان نصف القطر يساوي 5، فإننا نعوض بقيمة نصف القطر في القانون للحصول على طول القوس.
عن هذا الدرس
مراجعة سريعة تعرفنا في الدرس السابق على الدائرة، وتعرفنا على محيط الدائرة، ونصف القطر، والقطر، ومركز الدائرة. وقلنا إن محيط الدائرة يساوي: 2πr أو يساوي:… هذا الدرس ضمن الفصل الثالث لمنهج الثانوية أول ثانوي في أكاديمية موسى.