Grad in Bogenmaß umrechnen (Bogenmaß Rechner mit exaktem Ergebnis in Bruchteilen von π und Einheitskreis)
Wählen Sie „Grad in Bogenmaß“ oder „Bogenmaß in Grad“ und geben Sie Ihren Wert ein. Zum Ergebnis gehört eine Zeichnung des Einheitskreises.
Inhaltsverzeichnis
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Was Sie auf dieser Seite tun können
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Wofür ist diese Berechnung nützlich?
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Anleitung
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Formeln und Abbildungen
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Symbole und Begriffe
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Was Sie vorab wissen sollten
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Mit Excel berechnen
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Mit Google Tabellen berechnen
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Mit Python berechnen
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Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
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Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle NumberChef-Rechner
Was Sie auf dieser Seite tun können
- Rechnet Grad in Radiant (Bogenmaß) um. Das Ergebnis erscheint sowohl als exakter Wert in Bruchteilen von \(\pi\), etwa \(30^\circ \to \dfrac{\pi}{6}\), als auch als Dezimalzahl (12 gültige Stellen)
- Rechnet auch Radiant in Grad um. Als Eingabe sind Werte mit \(\pi\) wie „π/6“, „2π/3“ oder „1,5π“ möglich (auch die Schreibweise „pi“ funktioniert) sowie Dezimalzahlen wie „1,5“
- Negative Winkel (etwa −45°) und Winkel über \(360^\circ\) (\(2\pi\)) sind ebenfalls möglich
- Zum Ergebnis gehört eine Zeichnung des Einheitskreises, an der Sie sehen, dass die Länge des Kreisbogens auf einem Kreis mit Radius \(1\) der Wert im Bogenmaß ist
- Eine Tabelle der besonderen Winkel (\(0^\circ\) bis \(360^\circ\)), eine leicht verständliche Erklärung der Formeln und Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python finden Sie ebenfalls auf dieser Seite
Wofür ist diese Berechnung nützlich?
Die schöne Regel „Die Ableitung von \(\sin x\) ist \(\cos x\)“ gilt nur, wenn der Winkel \(x\) im Bogenmaß gemessen wird. Leitet man dagegen im Gradmaß ab, tritt jedes Mal ein zusätzlicher Faktor \(\dfrac{\pi}{180}\) (etwa 0,01745) auf, und die Formeln werden immer unhandlicher.
Analysis, Physik und Ingenieurwissenschaften schreiben jeden Winkel im Bogenmaß, weil dieses Maß die Formeln am einfachsten macht. Die Umrechnung zwischen Grad und Bogenmaß ist der Zugang zu dieser Welt.
Wird der Mittelpunktswinkel im Bogenmaß gemessen, ist die Bogenlänge einfach Radius × Winkel (\(b = r\theta\)), und der Flächeninhalt eines Kreissektors ist \(A = \dfrac{1}{2}r^2\theta\). Beispiel: Ein Kurvenstück mit dem Radius 2 m und dem Mittelpunktswinkel \(\dfrac{\pi}{3}\) (\(60^\circ\)) ist \(2 \times \dfrac{\pi}{3} \approx 2{,}09\) m lang.
Im Gradmaß wird die Formel länger, etwa \(2\pi r \times \dfrac{a}{360}\). Beim Entwurf von Straßenkurven oder gebogenen Bauteilen rechnet man deshalb üblicherweise zuerst ins Bogenmaß um.
In der Technik gibt man die Geschwindigkeit einer rotierenden Maschine als Winkel pro Sekunde an, als Winkelgeschwindigkeit \(\omega\) (in rad/s). Ein Motor mit 3.000 Umdrehungen pro Minute dreht sich zum Beispiel mit \(3000 \times 2\pi \div 60 = 100\pi \approx 314\) rad/s, denn ein Umlauf entspricht \(2\pi\) Radiant.
Mit der Winkelgeschwindigkeit im Bogenmaß ist die Bahngeschwindigkeit am Rand einfach Radius × Winkelgeschwindigkeit (\(v = r\omega\)), sodass jede Rotationsrechnung nur aus Multiplikationen besteht. Das \(\omega\) in Datenblättern von Motoren und in Physikbüchern hat genau diese Einheit.
In fast jeder Programmierumgebung, darunter Python, JavaScript und Excel, erwarten sin und cos das Bogenmaß. Ein klassischer Anfängerfehler ist, sin(30) zu schreiben, \(\sin 30^\circ = 0{,}5\) zu erwarten und stattdessen −0,988 zu erhalten. Richtig ist, Grad zuerst ins Bogenmaß umzurechnen: sin(30 × π/180).
Wenn ein Spiel eine Figur um einen bestimmten Winkel bewegt oder Sie ein Diagramm zeichnen, kommt diese Umrechnung („Menschen denken in Grad, Programme erwarten das Bogenmaß“) ständig vor.
Auch der Zusammenhang zwischen einem Winkel im Erdmittelpunkt und dem Kreisbogen auf der Erdoberfläche lautet Bogenlänge = Radius × Winkel im Bogenmaß. Der Erdradius beträgt etwa 6.371 km, ein Breitengrad in Nord-Süd-Richtung ist also etwa \(6371 \times \dfrac{\pi}{180} \approx 111\) km lang.
Die Faustregel aus der Erdkunde „Ein Breitengrad entspricht etwa 111 km“ folgt direkt aus einer Umrechnung von Grad ins Bogenmaß, und GPS-Entfernungsberechnungen und Karten-Apps nutzen denselben Gedanken.
Formeln und Abbildungen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(^\circ\) (Grad) | Grad | Die Einheit des Winkels im Gradmaß. Ein voller Umlauf sind \(360^\circ\). Es ist die vertrauteste Art, Winkel anzugeben, auch im Alltag. |
| rad (Radiant) | Radiant | Die Einheit des Winkels im Bogenmaß. Das Wort „Radiant“ ist aus „Radius“ entstanden; ein Winkel wird über die Länge des Kreisbogens auf einem Kreis mit Radius \(1\) gemessen. In der Mathematik lässt man die Einheit meist weg und schreibt nur die Zahl, etwa \(\dfrac{\pi}{6}\). |
| \(\pi\) | Pi | Die Kreiszahl (\(\approx 3{,}14159\)), der Wert von Umfang ÷ Durchmesser. Der Buchstabe soll vom Anfangsbuchstaben des griechischen Wortes für „Umfang“ stammen. Wegen \(180^\circ = \pi\) Radiant kommen im Radiant-Wert oft Bruchteile von \(\pi\) vor. |
| \(\theta\) | Theta | Ein griechischer Buchstabe, der oft für Winkel verwendet wird. Auf dieser Seite steht er für die Größe eines Winkels im Bogenmaß, also für die Drehung des Endschenkels von der positiven \(x\)-Achse aus. |
| \(a\) | a | Auf dieser Seite der Winkel im Gradmaß (die Zahl ohne °), also das \(a\) in \(a^\circ\). |
| \(\approx\) | ungefähr gleich | Das Zeichen für „ungefähr“ (eine Näherung). Ein exakter Wert mit \(\pi\) bricht als Dezimalzahl nie ab, deshalb steht bei den Dezimalzahlen dieses Zeichen. |
Begriffe
| Gradmaß | Winkel messen, indem ein voller Umlauf mit 360° festgelegt wird. Die Zahl 360 hat viele Teiler (die Hälfte, ein Drittel, ein Viertel … davon sind alle ganze Zahlen), und sie wird seit der Antike benutzt. Dieses Maß lernen Sie zuerst, in der Grundschule. |
| Bogenmaß | Einen Winkel über die Länge des Kreisbogens auf einem Kreis mit Radius 1 messen. Die Einheit ist der Radiant. 180° = π Radiant, und Winkel werden als Bruchteile von π geschrieben, etwa 60° = π/3. Das Bogenmaß wird ab der Oberstufe verwendet und ist in der Analysis das wichtigste Maß. |
| Kreisbogen | Ein Teil des Kreisumfangs. Das Bogenmaß gibt die Größe eines Winkels als Länge des Kreisbogens an, den er ausschneidet. |
| Mittelpunktswinkel | Der Winkel, den zwei Radien im Mittelpunkt eines Kreises bilden. Die Länge des Kreisbogens ist proportional zum Mittelpunktswinkel (doppelter Winkel, doppelter Bogen). Diese Proportionalität ist die Grundlage des Bogenmaßes. |
| Einheitskreis | Der Kreis mit Radius 1 um den Koordinatenursprung. Weil der Radius 1 ist, ist die Länge des Kreisbogens genau der Mittelpunktswinkel im Bogenmaß. Er dient auch zur Definition der Winkelfunktionen und ist ein wichtiges Werkzeug der Schulmathematik. |
| Endschenkel | Der Strahl vom Ursprung, der von der positiven \(x\)-Achse aus um den Winkel \(\theta\) gedreht wurde (der Winkel liegt in Standardlage). Er zeigt in der Zeichnung die Größe des Winkels. Bei einem negativen Winkel wird im Uhrzeigersinn gedreht. |
| besonderer Winkel | Ein Winkel wie 30°, 45°, 60°, 90° oder 120°, dessen Sinus-, Kosinus- und Tangenswerte sich exakt schreiben lassen. Im Bogenmaß sind das π/6, π/4, π/3, π/2, 2π/3 …, also Bruchteile von π mit den Nennern 6, 4, 3 und 2. |
| kürzen | Zähler und Nenner eines Bruchs durch dieselbe Zahl teilen, um ihn einfacher zu machen. Bei der Umrechnung von Grad ins Bogenmaß kürzen Sie den Bruch Grad/180 mit dem größten gemeinsamen Teiler (ggT) und hängen dann π an (30/180 → 1/6 → π/6). |
| gekürzter Bruch | Ein Bruch, der sich nicht weiter kürzen lässt (auch vollständig gekürzter Bruch genannt). Die Ergebnisse dieser Seite zeigen den Faktor vor π als vollständig gekürzten Bruch. |
| Kreiszahl | Der Wert von Umfang ÷ Durchmesser (π ≈ 3,14159). Er ist für jeden Kreis gleich. Ein Kreis mit Radius 1 hat den Umfang 2π, weil sein Durchmesser 2 ist und 2 × π = 2π. |
Was Sie vorab wissen sollten
Hier ist zusammengefasst, was Ihnen hilft, die Berechnung auf dieser Seite mit echtem Verständnis zu nutzen und nicht nur den Knopf zu drücken.
Wenn Sie nicht weiterkommen, ist es der schnellste Weg, diese Themen noch einmal durchzugehen.
| Winkel (Klasse 4, 9–10 Jahre) |
|
| Kreis und Kreiszahl (Klasse 6–7, 11–13 Jahre) |
|
| Brüche multiplizieren und kürzen (Klasse 5–6, 10–12 Jahre) |
|
| Proportionale Zuordnungen (Klasse 6–7, 11–13 Jahre) |
|
| Terme mit Variablen (Klasse 6–8, 11–14 Jahre) |
|
Mit Excel berechnen
| Winkel (Grad) | 30 |
| Bogenmaß | =BOGENMASS(B1) |
| Bogenmaß | =PI()/6 |
| Winkel (Grad) | =GRAD(B1) |
| Winkel (ganze Grad) | 30 |
| Zähler des Faktors vor π | =B1/GGT(B1;180) |
| Nenner des Faktors vor π | =180/GGT(B1;180) |
Die zweite Tabelle trägt „=PI()/6“ (π ÷ 6) in die Zelle für das Bogenmaß ein, das Ergebnis ist 30. Für einen dezimalen Wert im Bogenmaß wie 1,5 geben Sie einfach 1,5 in B1 ein (das Ergebnis ist 85,94366927).
Die dritte Tabelle ermittelt die exakte Form als Bruchteil von π. Die Funktion GGT (größter gemeinsamer Teiler) kürzt Grad/180. Der Zähler ist 1 und der Nenner 6, also lesen Sie „30° = π/6“ (diese Tabelle funktioniert nur für ganze Grad).
Mit Google Tabellen berechnen
| Winkel (Grad) | 30 |
| Bogenmaß | =BOGENMASS(B1) |
| Bogenmaß | =PI()/6 |
| Winkel (Grad) | =GRAD(B1) |
| Winkel (ganze Grad) | 30 |
| Zähler des Faktors vor π | =B1/GGT(B1;180) |
| Nenner des Faktors vor π | =180/GGT(B1;180) |
Mit Python berechnen
import math
from fractions import Fraction
# Grad in Bogenmaß umrechnen (Dezimalzahl)
angle_degree = 30
angle_radian = math.radians(angle_degree)
print(f"{angle_degree}° = {angle_radian} Radiant")
# Grad in Bogenmaß umrechnen (exakte Form als Bruchteil von π)
pi_coefficient = Fraction(angle_degree, 180) # kürzt Grad/180 automatisch
print(f"{angle_degree}° = π × {pi_coefficient}")
# Bogenmaß in Grad umrechnen
radian_value = 1.5
print(f"{radian_value} Radiant = {math.degrees(radian_value)}°")
Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
180° = π rad
180^\circ = \pi\ \mathrm{rad}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mn>180</mn><mo>°</mo>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi><mspace width="0.2em"/><mi>rad</mi>
</mrow>
</math>
180^@ = pi " rad"
180 Degree == Pi
convert(180*degrees, radians);
deg2rad(180)
180° = π rad
θ = a × π/180
\theta = a \times \dfrac{\pi}{180}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>θ</mi>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mo>×</mo>
<mfrac><mi>π</mi><mn>180</mn></mfrac>
</mrow>
</math>
theta = a xx pi/180
N[30 Degree]
convert(30*degrees, radians);
deg2rad(30)
θ = a × π/180
a = θ × 180/π
a = \theta \times \dfrac{180}{\pi}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>=</mo>
<mi>θ</mi>
<mo>×</mo>
<mfrac><mn>180</mn><mi>π</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
a = theta xx 180/pi
(2 Pi/3)/Degree
convert(2*Pi/3, degrees);
rad2deg(2*pi/3)
a = θ × 180/π
Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
Sie sind ein Rechenassistent für das Bogenmaß. Führen Sie die folgenden Umrechnungen aus, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort nur auf die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis (nicht im Kopf rechnen und nicht schätzen). 1. Rechnen Sie 45° und 17,5° ins Bogenmaß um. Geben Sie jeweils sowohl die exakte Form als Bruchteil von π (mit dem Modul fractions gekürzt) als auch die Dezimalzahl an. 2. Rechnen Sie 2π/3 Radiant und 1,5 Radiant in Grad um. Verwenden Sie in Python das Modul math (radians, degrees) und das Modul fractions. Zeigen Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis.
Anleitung
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1Zahlen eingebenGeben Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ablesenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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