كيف نحسب مساحة الدائرة

كتابة Judy Mallah آخر تحديث: 05 أكتوبر 2020 , 06:01

مساحة الدائرة هي الفراغ التي تشغله الدائرة في فضاء ثنائي الأبعاد، يمكن أن يحسب ببساطة من خلال العلاقة التالية، قانون مساحة الدائرة A = πr2 حيث r هو نصف قطر الدائرة. هذه العلاقة مفيدة في حساب المساحة التي يشغلها حقل دائري أو مخطط. يمكن افتراض أن لدى الشخص قطعة أرض تحتاج لسياج، فإن شكل الأرض يساعد في التحقق من مقدار السياج الذي يحتاجه الشخص.

لذلك تم تقديم مفهوم المساحة والمحيط في الرياضيات من أجل استخدامهم في التطبيقات اليومية الحياتية، لكن هناك سؤال يتبادر إلى الأذهان، هل يوجد ما يسمى بحجم الدائرة، الإجابة هي لا لأن الدائرة ثنائية الأبعاد وبالتالي لا تملك سوى مساحة ومحيط.

حساب مساحة الدائرة

إن أي شكل هندسي يكون له مساحته الخاصة. المساحة هي المنطقة التي يشغلها الشكل في الفضاء ثنائي الأبعاد. إذن مساحة الدائرة هي المساحة التي تغطيها دورة كاملة من نصف القطر على مستوى ثنائي الأبعاد، فما هي طريقة حساب مساحة الدائرة؟

  • قانون حساب مساحة الدائرة هو A = πr2

وإن قيمة باي تساوي π = 22/7 or 3.14، و r هو نصف القطر. [1]

طرق حساب مساحة الدائرة

استعمال نصف القطر لمعرفة المساحة

معرفة نصف قطر الدائرة: نصف القطر هو الطول من مركز الدائرة إلى حافة الدائرة. يمكن قياس نصف القطر في أي اتجاه والنتيجة هي نفسها، بينما القطر يشكل القطعة المستقيمة التي تمر من المركز وتقسم الدائرة إلى قسمين متساويين.

تربيع نصف القطر: هذه العملية تستعمل من أجل حساب مساحة الدائرة . A= πr2، حيث يشكلr نصف القطر، يمكن حلها من خلال التربيع.

  • لا يجب أن يرتبك الشخص، إنما يقوم فقط بتربيع المعادلة بأكملها.
  • إن كان نصف القطر يساوي حوالي 6 سم يمكن حساب مساحة الدائرة من خلال:
  • R= 6cm. A= πr2. R2= 6^2= 36.

الضرب بباي: باي يكتب بالحرف π. وهو ثابت رياضي يمثل النسبة بين محيط الدائرة وبين قطرها، وإن باي يساوي تقريبَا 3.14، وبالنسبة للمثال السابق يمكن متابعة الحل من خلال

  • بما أن مساحة الدائرة تساوي A= πr2 ، فإنه وبعد حساب نصف القطر نحصل على A= 36 π، وبالتالي تكون الإجابة A= 36 (3.14)= 113.04 .

تقديم النتيجة: يجب أن يتذكر الشخص دائمًا أن يقدم نتائجه بوحدات مربعة، وإذا تم قياس نصف القطر بالسنتي متر، فإن المساحة سوف تكون بالسنتي متر المربع، و إذا تم قياس نصف القطر بالأقدام ، فستكون المساحة بالأقدام المربعة. يجب أيضًا أن يكون الشخص قادرًا على تقريب باي لأقرب رقم ممكن.

  • على سبيل المثال: عندما يعطى الطالب مسألة يكون فيها نصف القطر حوالي 6 سم، فإن المساحة تعطى بالعلاقة التالية A= 36 π سنتي متر مربع، أو يمكن تقريبه لتكون الإجابة 113.04 سنتي متر مربعًا

حساب المساحة من خلال القطر

قياس أو تسجيل القطر: بعض المسائل الرياضية تزود الطالب بالقطر بدلًا من نصف القطر، وفي هذه الحالة يجب على الطالب أن يستخدم المهارة الرياضية البسيطة من أجل استخلاص نصف القطر. إذا تم رسم القطر في الرسم التخطيطي ، فيمكن للطالب قياسه باستخدام المسطرة. بدلاً من ذلك ، قد يتم تزويد الطالب بشكل صريح بالقطر

  • يمكن الافتراض في هذا المثال أن قطر الدائرة 20 بوصة

تقسيم القطر إلى نصفين: يجب أن يتذكر الطالب دائمًا أن القطر هو ضعف نصف القطر. لذلك، فإن أي قيمة تعطى للطالب على أنها القطر، فإن الطالب يقوم ببساطة بتقسيم القطر إلى نصفين وعندها سوف يحصل على نصف القطر

  • لذلك، فإن الدائرة التي يكون قطرها 20 بوصة يكون نصف قطرها هو 20/2 أو 10 بوصة.

استعمال القاعدة التقليدية من أجل حساب المساحة: بعد تحويل القطر إلى نصف القطر، فإن الطالب يصبح بإمكانه استخدام العلاقة السابقة من أجل حساب مساحة الدائرة. ويمكن تعويض نصف القطر بالقيمة التي حصل عليها الشخص أو الطالب

  • بالعودة للمثال السابق A= πr2 أي أن A=10^2 π وبالتالي A=100 π

تقديم النتيجة: إن نتيجة مساحة الدائرة يجب أن تكون بالوحدات المربعة. وفي المثال السابق تم استعمال البوصة لحساب القطر، لذلك فإن نصف القطر يكون بالبوصة أيضًا.

  • تكون النتيجة في المثال السابق A=100 π قدم مربع ويمكن تقريب باي لتصبح النتيحة A=100 (3.14) = 314  قدم مربع

حساب مساحة الدائرة من خلال محيط الدائرة

تعلم صيغة محيط الدائرة: إن كان الشخص يدرك ما هو محيط الدائرة، يمكن استخدام الصيغة الخاصة واستعمال الصيغة المعدلة التي تجمع بين محيط الدائرة ومساحة الدائرة ولكن بدون اللجوء لاستعمال محيط الدائرة

  • A=  C2÷ 4π

حساب محيط الدائرة: في بعض الظروف الحياتية التي يواجها الشخص، لن يستطع أن يحسب القطر أو نصف القطر في الدائرة بشكل دقيق. إن لم يعطى القطر أو نصف القطر بدقة في نص المسألة، يكون من الصعب في بعض الأحيان التنبؤ به. على سبيل المثال، مقلاة البيتزا.

  • في هذا المثال يمكن أن يفترض الشخص أن محيط الدائرة يساوي 42 سم

استعمال العلاقة بين مساحة الدائرة ومحيط الدائرة: محيط الدائرة يساوي باي في القطر أو باي في ضعفي نصف القطر C = 2πr ، لأن القطر يساوي ضعفي نصف القطر، يمكن الجمع بين العلاقتين للحصول على معادلة واحدة.

التعويض في صيغة مساحة الدائرة: يمكن استعمال نسخة من مساحة معدلة من صيغة مساحة الدائرة وهي علاقة تحسب مساحة الدائرة من خلال الاعتماد على محيط الدائرة: حيث تكون العلاقة بعد الاستنتاج وتعويض العلاقات هي

  • A=  C2÷ 4π

استعمال تلك العلاقة في حساب المساحة: من خلال استعمال الصيغة المعدلة، والتي تستعمل محيط الدائرة بدلًا من نصف القطر، يمكن استخدام المعلومات المعطاة في نص المسألة وحساب مساحة الدائرة. يمكن تعويض القيم وحساب المسألة كما في التالي:

  • في المثال السابق محيط الدائرة يساوي 42 سم، بالتعويض في العلاقة السابقة A= C2÷ 4π
  • A= 42 ^2 ÷ 4π وبعد حساب الإجابة تكون A= 1764÷ 4π وبالتقسيم على أربعة تكون النتيجة A=   441÷ π

تقديم النتيجة: من المحتمل أن تكون النتيجة تحوي على كسور وليست عددًا صحيحًا، وإن ذلك ليس خطأَ، في المثال السابق إن تم تقريب باي إلى 3.14 فإن النتيجة تكون حوالي 140 سم مربع. [2]

نظرة عامة حول الدائرة

الدائرة هي شكل هندسي دائري الشكل مغلق. من ناحية تقنية، يمكن تعريف الدائرة على أنها نقطة تتحرك حول نقطة ثابتة وعلى مسافة ثابتة. والمسافة الثابتة من النقطة الثابتة تشكل نصف قطر الدائرة. وعند تطبيق مفهوم الدائرة في الحياة الواقعية سيجد الشخص الكثير من الأشكال الدائرية حوله، مثل قرص البيتزا، والعجلة.

نصف القطر

هو الخط الذي يربط بين مركز الدائرة وبين الحد الخارجي، ويتم عادةً تمثيله من خلال r أو R.  وفي معادلة مساحة الدائرة، يشغل نصف القطر دورًا مهمًا في الحساب.

قطر الدائرة

قطر الدائرة هو الخط الذي يقسم الدائرة إلى قسمين متساويين، بعبارات أبسط، يمكن اعتبار قطر الدائرة بأنه يشكل ضعف نصف قطر الدائرة ويتم تمثيله من خلال d أو D

  • d = 2r or D = 2R

ومن أجل طريقة حساب نصف قطر الدائرة، يمكن حسابه بالطريقة التالية:

  • r = d/2 or R = D/2
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق