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Arco e corda
Entender os círculos é uma parte essencial da geometria, e dois componentes fundamentais dos círculos são os arcos e as cordas. Arcos e cordas nos ajudam a descrever partes de um círculo, facilitando a resolução de problemas geométricos. Neste guia detalhado, destacaremos as definições, propriedades e importância dos arcos e cordas em círculos. Também exploraremos como eles se relacionam entre si e com outros elementos dentro de um círculo. Ao introduzir exemplos visuais e textuais, simplificaremos esses conceitos para torná-los mais acessíveis aos alunos.
O que é um círculo?
Antes de mergulhar nos arcos e cordas, é importante lembrar o que é um círculo. Um círculo é uma forma fechada simples. É o conjunto de todos os pontos em um plano que estão a uma distância fixa de um ponto dado, o centro. A distância do centro a qualquer ponto no círculo é chamada de raio. Aqui está uma representação de um círculo:
Na ilustração acima, o centro do círculo é C e o raio é mostrado pela linha vermelha.
Entendendo as cordas
Uma corda é uma linha reta cujas duas extremidades estão sobre um círculo. O comprimento de uma corda é menor que o diâmetro de um círculo. Se uma corda passar pelo centro de um círculo, é chamada de diâmetro. Aqui está um exemplo:
Neste exemplo, a linha azul AB
é uma corda do círculo. Ela conecta dois pontos no círculo.
Propriedades das cordas
As cordas de um círculo têm algumas propriedades interessantes:
- Cordas equidistantes do centro de um círculo são iguais em comprimento.
- Duas cordas são congruentes se as distâncias do centro até as cordas forem as mesmas.
- A perpendicular traçada do centro de um círculo até uma corda bissecta a corda.
Como mostrado na figura acima, a linha vermelha perpendicular ao centro bissecta a corda azul AB
.
Definindo o arco
Um arco é uma parte ou segmento de um círculo. Os arcos são classificados em dois tipos com base em seu tamanho: arco menor e arco maior. Um arco menor é menor que um semicírculo, enquanto um arco maior é maior que um semicírculo. Uma coisa importante a notar é que qualquer dois pontos em um círculo formam dois arcos, um arco menor e um arco maior. Aqui está a aparência de um arco:
Na ilustração acima, a curva verde de A
a B
é o arco chamado ACB
.
Propriedades do arco
O arco também possui características únicas:
- O comprimento de dois arcos é igual se os ângulos que eles subtendem no centro forem iguais.
- A medida do arco menor é igual à medida do ângulo central que o arco bissecta.
- A medida de um arco maior é obtida subtraindo 360 graus da medida do arco menor correspondente.
Ao medir arcos, o comprimento do arco pode ser calculado se o ângulo central e o raio forem conhecidos. A fórmula para encontrar o comprimento do arco L
derivado do ângulo central θ
em graus é dada como:
L = (θ / 360) × 2πr
Aqui, r
é o raio do círculo, e π
é aproximadamente 3,14159.
Relação entre arco e corda
Arcos e cordas em círculos têm uma relação especial. Uma corda pode ser vista como uma abertura em um arco. Uma corda divide um círculo em dois arcos (arco menor e arco maior). Quanto maior o arco, menor a corda que o conecta, e vice-versa.
Nesta ilustração, a linha azul é uma corda que divide o círculo em um arco maior verde e um arco menor laranja.
Exemplos e exercícios
É importante entender a aplicação de arcos e cordas na resolução de problemas de geometria. Vamos explorar alguns problemas:
Exemplo 1
Considere um círculo de raio 10 cm. Uma corda subtende um ângulo central de 60 graus. Calcule o comprimento do arco.
Para encontrar o comprimento do arco, usamos a fórmula:
L = (θ / 360) × 2πr L = (60 / 360) × 2π × 10 L = (1/6) × 2π × 10 L = (10π/3) L ≈ 10,47 cm
Portanto, o comprimento do arco é aproximadamente 10,47 cm.
Exemplo 2
Em um círculo de raio 8 cm, duas cordas iguais são desenhadas a uma distância de 6 cm do centro. Qual o comprimento dessas cordas?
Para encontrar os comprimentos dessas cordas, usamos o teorema de Pitágoras. A perpendicular traçada do centro até a corda bissecta a corda. Conhecemos o raio, a distância do centro até a corda e precisamos encontrar metade do comprimento da corda (vamos chamá-la de a
):
Uso do teorema de Pitágoras:
(c^2) = (a^2) + (6^2) (8^2) = (a^2) + 36 64 = a^2 + 36 a^2 = 64 - 36 a^2 = 28 a = √28 a ≈ 5,29 cm
Como a
representa metade do comprimento da corda, o comprimento total da corda BC
é:
BC ≈ 2 × 5,29 cm ≈ 10,58 cm
Portanto, cada corda tem aproximadamente 10,58 cm de comprimento.
Conclusão
Ao explorar os princípios dos arcos e cordas, obtemos uma compreensão mais profunda da estrutura e características dos círculos. Arcos dividem círculos em segmentos flexíveis, enquanto cordas conectam distâncias estabelecidas entre pontos em um círculo. Os alunos são incentivados a visualizar esses componentes e resolver uma variedade de problemas para se familiarizar com esses conceitos.