Ein Kreissektor ist der Teil einer Kreisscheibe, der von zwei Radien und dem dazwischenliegenden Kreisbogen begrenzt wird. Ein radial aus einer runden Torte geschnittenes Stück oder eine Orangenspalte hat annähernd diese Form.
Die beiden Radien bilden im Kreismittelpunkt einen Mittelpunktswinkel. Bei festem Radius bestimmt dieser Winkel, welchen Anteil der Kreisscheibe der Sektor einnimmt.
Bei festem Radius wächst die Sektorfläche proportional zum Mittelpunktswinkel. Teilt man eine volle Umdrehung in gleiche Winkel, wird auch die Kreisfläche in gleich große Teile zerlegt. Ein doppelt so großer Winkel gehört also zu einer doppelt so großen Sektorfläche.
Misst der Mittelpunktswinkel α Grad, dann beträgt der Flächenanteil des Sektors 360∘α der gesamten Kreisfläche.
Sektorfla¨che=360∘α×πr2
Bei 90∘ umfasst der Sektor ein Viertel der Kreisfläche, bei 180∘ genau die Hälfte.
Ein Winkel von 60 Grad erfasst ein Sechstel der Kreisfläche. Berechne zuerst die gesamte Fläche aus dem Radius und multipliziere dann mit dem Winkelanteil. Lass Pi bis zum letzten Rechenschritt als Symbol stehen.
Ein Kreis habe den Radius 14 cm und der Sektor den Mittelpunktswinkel 60∘. Einsetzen liefert:
Sektorfla¨che=360∘60∘×π×142
=61×π×196
=6196π
=398π cm2
≈102,63 cm2
Die Sektorfläche beträgt exakt 398π cm2, also ungefähr 102,63 cm2.
Alle Zeichnungen verwenden denselben Radius. Deshalb kannst du die Flächen über die Mittelpunktswinkel vergleichen. Der Sektor mit 120 Grad hat die doppelte Fläche des Sektors mit 60 Grad. Der Sektor mit 270 Grad erfasst drei Viertel des Kreises und lässt ein Viertel übrig.
Sektor 60∘ (61 des Kreises)
Ein Mittelpunktswinkel von 60∘ erfasst 61 der Kreisfläche.
Sektor 90∘ (41 des Kreises)
Ein Mittelpunktswinkel von 90∘ erfasst der Kreisfläche.
Sektor 120∘ (31 des Kreises)
Ein Mittelpunktswinkel von 120∘ erfasst der Kreisfläche.
Sektor 180∘ (21 des Kreises)
Ein Mittelpunktswinkel von 180∘ erfasst der Kreisfläche.
Sektor 270∘ (43 des Kreises)
Ein Mittelpunktswinkel von 270∘ erfasst der Kreisfläche.
Aufgabe eins und drei fragen nach der Sektorfläche, Aufgabe zwei nach dem Mittelpunktswinkel. Die Winkel stehen bereits in Grad. Verwende deshalb ihren Anteil an 360 Grad, ohne sie ins Bogenmaß umzuwandeln.
Ein Kreis hat den Radius 21 cm. Bestimme die Fläche des Sektors mit 120∘.
Ein Sektor hat in einem Kreis mit dem Radius 14 cm die Fläche 49π cm2. Wie groß ist sein Mittelpunktswinkel?
Ein rundes Fladenbrot mit Durchmesser 28 cm wird radial durch seinen Mittelpunkt in 8 gleich große Sektoren geschnitten. Bestimme die Fläche eines Stücks.
Vergleiche Flächenanteil und Winkelanteil. Dividiere in Aufgabe zwei zuerst die Sektorfläche durch die gesamte Kreisfläche. Wandle bei Aufgabe drei den Durchmesser vor dem Quadrieren in den Radius um.
Lösung 1
Gegeben: r=21 cm, α=120∘
Sektorfla¨che=360∘α×πr2
=360∘120∘×π×212
=31×π×441
=3441π
=147π cm2
≈461,81 cm2
Lösung 2
Gegeben: Sektorfläche = 49π cm2, r=14 cm
49π=360∘α×π×142
49π=360∘α×196π
49=360∘α×196
360∘α=19649
360∘α=41
α=41×360∘
α=90∘
Lösung 3
Gegeben ist der Durchmesser 28 cm, also r=14 cm.
Bei 8 gleich großen radialen Sektoren beträgt der Mittelpunktswinkel jedes Stücks 8360∘=45∘.