ANGOLI ORIENTATI DEFINIZIONE CLASSICA DI ANGOLO L’angolo è la porzione di piano contenuta tra due semirette con la stessa origine. A - L’origine comune O è detta vertice. - Le due semirette OA = a e OB = b sono dette lati. a O b ? - L’angolo viene indicato con la notazione AOB, oppure con una lettera minuscola dell’alfabeto greco, per es. , , . B AOB Questa semplice definizione, tuttavia, contiene un’ambiguità. Essa non definisce quale delle due porzioni di piano è l’angolo a cui ci si riferisce. Per eliminare questa ambiguità, occorre introdurre il concetto di: angolo orientato Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 2 ANGOLO ORIENTATO Immaginando di far ruotare attorno al vertice O la semiretta a, partendo dalla posizione iniziale OA assunta come origine, fino a fermarla nella posizione finale OB, essa descrive una porzione di piano costituente l’angolo AOB. La semiretta a può ruotare intorno a O in due sensi opposti per andare a sovrapporsi a quella b: in senso orario, oppure in senso antiorario. Si conviene di considerare positivo il senso orario, negativo quello antiorario. A - OA = a è detto lato origine. - OB = b è detto lato estremo. a O - La rotazione oraria definisce l’angolo positivo AOB = . + - b B - Nella notazione AOB, AO rappresenta il lato origine, OB quello estremo. Se la semiretta origine a ruota intorno a O in senso antiorario, essa descrive una diversa porzione di piano che costituisce l’angolo negativo. Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 3 ANGOLO ORIENTATO In questo modo viene eliminata l’ambiguità implicita nella definizione di angolo L’angolo AOB = è la parte di piano individuata dalla rotazione positiva di AO per sovrapporsi su OB. L’angolo BOA = è la parte di piano individuata dalla rotazione positiva di BO per sovrapporsi su OA. A a O b B Se il lato origine OA dell’angolo AOB va a sovrapporsi al lato estremo OB dopo aver decritto uno o più angoli giri completi, si ottiene un angolo con ampiezza maggiore dell’angolo giro. Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 4 IL RADIANTE Gli angoli sono grandezze misurabili. Per misurare un angolo occorre in primo luogo fissarne l’unità di misura. In matematica, l’unità di misura è il radiante. Esso è definito come l’angolo al centro di una circonferenza che sottende un arco di lunghezza uguale al suo raggio. A rad R O R Per l = R si ha: l B R 1rad R R ANGOLO GIRO ANGOLO PIATTO l R ANGOLO RETTO 2R R R rad rad ----- = 2 = 6 ,28318… ----- = = 3 ,14159… ----- = ------ = 1rad,57079… R R 2R 2 l rad l R rad Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 5 UNITÀ DI MISURA DEGLI ANGOLI Il radiante è congeniale a considerazioni di carattere teorico, mentre in ambito pratico-applicativo si preferisce definire altre unità di misura degli angoli. Sistema sessagesimale: l’unità è il grado sessagesimale, indicato con (°) e pari a 1/90 dell'angolo retto; i suoi sottomultipli sono: – il primo sessagesimale, (‘), 1/60 del grado, – il secondo sessagesimale, (“), 1/60 del primo (1/3600 di grado). Un angolo viene, quindi, indicato: = 25° 37’ 29”. Sistema decimale: l’unità di misura è la stessa del precedente sistema (gradi sessagesimali), mentre i sottomultipli sono decimi, centesimi, millesimi, ecc. di grado. Un angolo viene quindi indicato: = 218°,3456. Il sistema sessagesimale viene usato per facilitare i calcoli, in quanto le operazioni aritmetiche vengono eseguite con le familiari regole della numerazione decimale. Sistema centesimale: l’unità di misura [grado centesimale indicato con (c), (g) o (gon)], vale 1/100 dell’angolo retto. I sottomultipli sono: – il primo centesimale, (), pari a 1/100 di grado; – il secondo centesimale, (=), pari a 1/100 di primo (1/10.000 di grado). Un angolo viene scritto nel modo seguente: = 78C 39 87=. Notiamo, però, che 87= sono 87/100 di primo, quindi, 87/10000 di grado; in conseguenza di ciò, l’angolo centesimale viene di norma scritto nel modo seguente: 78C,3987 (dunque il sistema centesimale si presenta in forma decimale). Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 6 TRASFORMAZIONE SESSAGESIMALIDECIMALI Conversione dal sistema sessagesimale al sessadecimale Bisogna dividere i primi per 60 e i secondi per 3600, quindi si sommano le parti decimali ottenute al valore intero dei gradi. Consideriamo l’angolo di 48° 17’ 26”: 17’ 26” 48° 17’ 26”= 48° + ---- + -------- = 48°,2905 60’ 3600” Conversione dal sistema sessadecimale al sessagesimale Per eseguire questa conversione bisognerà moltiplicare per 60 la frazione di grado e la frazione di primi. Consideriamo l’angolo 48°,2905. 0°,2905 60 = 17’,43 0’,43 60 = 26” per cui sarà 48° 17’ 26”. Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 7 TRASFORMAZIONE SESSAG.RADIANTI L’ampiezza degli angoli rimane invariata, qualunque unità di misura si utilizzi; dunque l’angolo piatto espresso in radianti è equivalente all’angolo piatto espresso in gradi sess. rad 180 Conversione dal sistema sessagesimale a radiometrico rad Esempio: ° = 142° 15’ 38” = 142°,2605 → 180 rad 142,2605 180 2rad ,4829 Conversione dal sistema radiometrico a sessagesimale Esempio: rad = 1rad,0000 → rad 180 o 1rad ,0000 180 57,2958 5717'44",8 Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 8 TRASFORMAZIONE CENTESIMALERADIANTI rad c 200c Conversione dal sistema centesimale a radiometrico rad Esempio: c = 275c,7615 → c 200 c rad 275c ,7615 4rad ,3316 200 Conversione dal sistema radiometrico a centesimale rad c 200c Esempio: rad = 3rad,7720 → c 3rad ,7720 200 240c ,1330 Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 9 TRASFORMAZIONE CENTESIMALESESSAGESIMALE 180 c 200c Conversione dal sistema centesimale a sessagesimale c Esempio: c = 78c,8412 180 9 c 200 10 78c ,8412 180 70,9571 7057'25",5 200 → Conversione dal sistema sessagesimale a centesimale 200 10 180 9 c Esempio: ° = 68° 21’ 00” = 68°,3500 → c 68,3500 10 75c ,9444 9 Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 10 TRASFORMAZIONE ANGOLI PICCOLI Talvolta è necessario convertire in radianti un angolo in forma sessagesimale espresso in secondi (perché molto piccolo); in questo caso può risultare comodo esprimere in secondi anche l’angolo piatto: " rad rad 180 3600 " rad 206265 180 3600 " 206265 Per convertire in radianti un piccolo angolo espresso in secondi centesimali (poco usato per la praticità dei gradi centesimali) rad 200 10000 rad rad 636620 200 10000 636620 Copyright © 2009 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6629] 11