弧长计算器

弧长

输入圆的半径和圆心角,工具会返回弧长,并同时给出弦长(直线距离)和扇形面积。支持以角度制或弧度制输入。适用于木工模板、楼梯和坡道布局、道路设计,以及任何涉及曲线段的几何作业。

如何计算弧长

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    输入半径

    从圆心到弧线的距离。任意长度单位都可使用 — 输出会与输入单位一致。

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    选择角度单位

    角度(0-360)或弧度(0-2π)。多数手工计算使用角度;微积分和物理使用弧度。

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    输入圆心角

    由限定该弧的两条半径在圆心处形成的角。

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    读取弧长、弦长和面积

    弧长是沿曲线的距离。弦长是端点之间的直线。扇形面积是两条半径与弧线之间的饼状面积。

弧长公式

以弧度表示:

arc_length = r × θ

其中 r 是半径,θ 是以弧度表示的圆心角。这就是弧度作为单位存在的原因 — 公式很干净。使用角度时必须转换:

arc_length = r × (θ角度 × π / 180)

同一设定下的相关公式

  • 弦长: 2 × r × sin(θ / 2)
  • 扇形面积: 0.5 × r² × θ(θ 以弧度表示)
  • 弓形面积(弦与弧之间):0.5 × r² × (θ - sin(θ))
  • 弓高(矢高,sagitta): r - r × cos(θ / 2) — 弧线高出弦中点的距离。

常见实际场景

场景 典型角度 说明
弯曲木质踢脚线 15-45° 小角度时弦长 ≈ 弧长
圆形楼梯的踏步 20-30° 角度 × 踏步数 = 360°
道路曲线(平面线形) 5-45° 设计车速决定最大曲率
弯管 22.5° / 45° / 90° 标准管件角度
拱门 60-180° 半圆为 180°

小角度近似

当角度小于约 15°(0.26 rad)时,弧长和弦长相差不到 1%。对于非常小的角度,可以把曲线当作直线而不会产生显著误差 — 这对把曲线分割成短直线面板很有用(例如用折线近似做 CNC 或激光切割)。

弧度 vs. 角度:该用哪个

场景 推荐单位
日常几何 角度
物理、微积分 弧度
导航、测量 角度(常带分和秒)
编程(数学库) 弧度(几乎通用)

如果代码调用 Math.sin(x)sin(x) 而没有转换,x 就是弧度。角度转弧度:乘以 π/180 ≈ 0.01745。

常见问题

弧长是圆周长的一部分,与圆心角成正比。90° 弧是完整圆周(2πr)的四分之一。用角度表示时,弧长 = (角度 / 360°) × 2πr;用弧度表示时,弧长 = r × θ。

变形即可:r = arc_length / θ(θ 以弧度表示),或 r = arc_length × 180 / (π × θ角度)。当你知道曲线长度和转过的角度,但需要反推出半径时很有用。

弧会绕过完整圆。数学上公式仍然成立(例如 720° 得到 2 倍圆周长),但物理上超过 360° 的弧只是把圆描了多次。实际工作中应对 360° 取模。

螺旋楼梯的每一级都会对应一个圆心角。外缘踏步弧长 = 半径 × 每级角度。行走线(通常距内缘 30-45 厘米)使用较小半径和较短弧长,这也是建筑规范指定行走线处的最小踏步深度,而不是最小总踏步深度的原因。

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