זווית

במתמטיקה, בהינתן שני ישרים שחותכים זה את זה, הזווית בין שני הישרים מודדת את כמות הסיבוב שאחד הישרים צריך לבצע סביב נקודת החיתוך על מנת שיגיע למקומו של הישר השני. שתי יחידות המדידה המקובלות ביותר לזווית הן מעלות (המסומנות על ידי מעגל קטן, °) ורדיאנים (שלרוב אינם מסומנים בסימון מיוחד).

במדידה במעלות, נבחר באופן שרירותי סיבוב שלם של ישר סביב עצמו כזווית של 360°.

כל אחד משני הישרים היוצרים את הזווית קרוי קרן, ונקודת המפגש שלהם היא קודקוד הזווית.

הגדרה פורמלית

הזווית בין שתי קרניים נקבעת על ידי מעגל שמרכזו בנקודת החיתוך שלהם, ושווה ליחס בין אורך הקשת החסומה בין הישרים לבין רדיוס המעגל. יחס זה אינו תלוי ברדיוס המעגל. מכיוון שהזווית היא יחס, היא מהווה גודל סקלרי, חסר מימד.

סיבוב ישר סביב צירו יוצרת מעגל שלם, ולכן הזווית בין קרן לעצמה שווה להיקף מלא של מעגל חלקי אורך הרדיוס שלו, שהוא $\ 2\pi$ רדיאנים.

המדידה ברדיאנים היא "טבעית" יותר מאשר מדידה במעלות, שכן מעלות הם גודל שנבחר שרירותית, ואילו רדיאנים מייצגים יחס אמיתי שמתקיים בפועל בין הקשת הנמתחת בין שני ישרים ובין אורכם. על כן, לעתים קרובות שימוש ברדיאנים בחישובים הוא נוח ויעיל יותר משימוש במעלות (עובדה זו מוסברת בכך שהגבול של sin(x)/x כאשר x שואף ל-0 הוא 1, אם מודדים את הזווית ברדיאנים).

מדידה

על מנת למדוד במדויק את הזווית בין שני ישרים, בונים מעגל בעל רדיוס שרירותי כך שמרכזו בנקודת החיתוך של שני הישרים, ובוחנים את הקשת שבין שני הרדיוסים הנחים על הישרים. הזווית, ברדיאנים, מוגדרת להיות היחס שבין אורך הקשת ובין אורך הרדיוס של המעגל. גודל זה אינו תלוי ברדיוס שנבחר.

למדידה של זוויות משמש מד זווית - כלי דמוי חצי עיגול שעליו מסומנים גודלי הזוויות. בדומה לכלי מדידה אחרים, כלי זה אינו משמש בגאומטריה, שבה נעשה שימוש בסרגל ובמחוגה בלבד.

סוגי זוויות

דוגמה לזווית ישרה

• זווית בת 90° נקראת זווית ישרה.
• זווית הקטנה מזווית ישרה נקראת זווית חדה.
• זווית הגדולה מזווית ישרה נקראת זווית קהה.
• זווית בת 180° נקראת זווית שטוחה.
• זווית בת יותר מ-180° או אך פחות מ-360° נקראת זווית נישאה.
• זוג זוויות המכסות יחד זווית ישרה או שטוחה נקראות זוויות משלימות.

בעיות הקשורות בזוויות

חצייה של זווית (כלומר חלוקתה לשתי זוויות שוות זו לזו), באמצעות סרגל ומחוגה בלבד, היא בעיית בנייה פשוטה ביותר. טריסקציה של זווית, כלומר חלוקתה לשלוש זוויות שוות, התגלתה כבעיה קשה ביותר. אף שהבעיה הוצגה כבר ביוון העתיקה, הרי רק במאה ה-19 נמצאה הוכחה שלבעיה זו אין פתרון.

על זוויות במצולע ראו בערך מצולע.

הפונקציות הטריגונומטריות הן פונקציות הפועלות על זוויות. הטריגונומטריה, העוסקת בפונקציות אלה, כוללת משפטים רבים העוסקים בקשרים בין זוויות שונות.