Área do setor circular: fórmulas, exemplos e exercícios

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física

Um setor circular é a porção de um círculo delimitada por dois raios e o arco correspondente. É como uma "fatia" de pizza ou um pedaço de torta.

setor circular
A área do setor é a região cinza.

Os componentes do setor circular são:

  • Raio (r): distância do centro do círculo até qualquer ponto da borda.
  • Ângulo: formado pelos dois raios que delimitam o setor. Pode ser medido em graus ou radianos.
  • Arco: parte da circunferência entre os dois raios.

Fórmulas para calcular a área do setor circular

Para determinar a medida da área ocupada por um setor circular são necessárias as da medida do raio e do ângulo central, formado pelos raios.

Uma vez que o ângulo pode ser medida tanto em graus como em radianos, a fórmula para seu cálculo pode assumir as duas formas.

Fórmula em Graus

Para um setor circular com ângulo θ em graus:

Área igual a numerador reto teta sobre denominador 360 º fim da fração espaço sinal de multiplicação espaço reto pi. reto r ao quadrado

Onde:

θ é a medida do ângulo em graus;
r é a medida o raio;
reto pi é um número constante. Aproximadamente 3,1415 …

Repare que numerador reto teta sobre denominador 360 º fim da fração é uma divisão entre a parte (medida do ângulo que determina o setor) e o todo (360º, ângulo que determina o próprio círculo).

Exemplo
Calcule a área de um setor circular com raio de 5 cm e ângulo de 60°.

Área igual a numerador reto teta sobre denominador 360 º fim da fração espaço sinal de multiplicação espaço reto pi. reto r ao quadrado Área igual a numerador 60 º sobre denominador 360 º fim da fração espaço sinal de multiplicação espaço reto pi.5 ao quadrado Área igual a 1 sobre 6 espaço sinal de multiplicação espaço 25 reto pi Área igual a numerador espaço 25 reto pi sobre denominador 6 fim da fração

Aproximando reto pi aproximadamente igual 3 vírgula 14, temos:

Área igual a numerador espaço 25 espaço. espaço 3 vírgula 14 sobre denominador 6 fim da fração Área igual a 78 vírgula 5 espaço cm ao quadrado

Fórmula em Radianos

Para um setor circular com ângulo θ em radianos a fórmula é bem semelhante. Lembremos que o ângulo central de 360° que determina o círculo, em radianos, equivale a 2 reto pi.

Área igual a numerador reto teta sobre denominador 2 reto pi fim da fração espaço sinal de multiplicação espaço reto pi. reto r ao quadrado

Substituir o 360° por 2 reto pi é a única alteração necessária e, a fórmula como apresentada acima já é suficiente para o cálculo da área do setor circular. No entanto, ela pode ser simplificada cancelando os números reto pi, ficando assim:

Área igual a numerador reto teta. reto r ao quadrado sobre denominador 2 fim da fração espaço

Exemplo
Calcule a área de um setor circular com raio de 4 cm e ângulo de reto pi sobre 4 radianos.

Área igual a numerador reto teta. reto r ao quadrado sobre denominador 2 fim da fração espaço Área igual a numerador começar estilo mostrar reto pi sobre 4 fim do estilo.4 ao quadrado sobre denominador 2 fim da fração espaço Área igual a numerador começar estilo mostrar reto pi sobre 4.16 fim do estilo sobre denominador 2 fim da fração espaço Área igual a numerador começar estilo mostrar 4 reto pi fim do estilo sobre denominador 2 fim da fração espaço Área igual a 2 reto pi

Aproximando reto pi aproximadamente igual 3 vírgula 14, temos:

Área aproximadamente igual 2 espaço. espaço 3 vírgula 14 aproximadamente igual 6 vírgula 28 espaço cm ao quadrado

Veja mais sobre radiano.

Exercícios sobre área do setor circular

Exercício 1

Uma praça tem uma fonte em forma de setor circular com um ângulo central de 90º e um raio de 10 metros. A equipe de manutenção precisa calcular a área da fonte para planejar a limpeza.

Qual é a área do setor circular? (Use π≈3,14)

A) 15,7 m²

B) 31,4 m²

C) 78,5 m²

D) 157 m²

E) 78,85 m²

Gabarito explicado

Os dados fornecidos são:

Ângulo central = 90º;
raio = 10 metros.

Cálculo

Substituindo os valores na fórmula, temos:

reto A igual a reto teta sobre 360 sinal de multiplicação reto pi espaço. espaço reto r ao quadradoreto A igual a 90 sobre 360 sinal de multiplicação reto pi espaço. espaço 10 ao quadradoreto A igual a 1 quarto sinal de multiplicação espaço 3 vírgula 14 espaço. espaço 100reto A igual a 314 sobre 4reto A igual a 78 vírgula 5

Logo, a área é de 78,5 m².

Exercício 2

Uma empresa deseja construir um jardim em forma de setor circular em um parque. O ângulo central do setor é de reto pi sobre 3 rad e o raio do setor circular é de 15 metros. A empresa precisa calcular a área do setor para determinar a quantidade de grama necessária para cobrir o jardim.

Qual é a área do setor circular? (Use π≈3,14)

A) 117,75 m²

B) 235,5 m²

C) 94,2 m²

D) 78,5 m²

E) 188,4 m²

Gabarito explicado

Os dados fornecidos são:

Ângulo central de reto pi sobre 3 rad;
raio de 15 metros.

Cálculo da área:

Utilizamos a fórmula simplificada:

Área igual a numerador reto teta. reto r ao quadrado sobre denominador 2 fim da fração espaçoÁrea igual a numerador começar estilo mostrar reto pi sobre 3 fim do estilo.225 sobre denominador 2 fim da fração espaçoÁrea igual a numerador 75 pi sobre denominador 2 fim da fraçãoÁrea igual a 37 vírgula 5 espaço. espaço 3 vírgula 14Área igual a 117 vírgula 75

Logo, a área é de aproximadamente 117,75 m².

Exercício 3

O proprietário de um parque aquático deseja construir uma piscina em suas dependências. A figura representa a vista superior dessa piscina, que é formada por três setores circulares idênticos, com ângulo central igual a 60°. O raio R deve ser um número natural.

O parque aquático já conta com uma piscina em formato retangular com dimensões 50 m x 24 m.

O proprietário quer que a área ocupada pela nova piscina seja menor que a ocupada pela piscina já existente.

Considere 3,0 como aproximação para π

O maior valor possível para R, em metros, deverá ser

a) 16.

b) 28.

c) 29.

d) 31.

e) 49.

Gabarito explicado

Cálculo da área já existente

Como o formato é retangular, a área é calculada por:

A = 50 m x 24 m = 1200 m²

Cálculo da nova área

Para um setor circular, a área é determinada como:

reto A igual a reto teta sobre 360 sinal de multiplicação espaço reto pi espaço. espaço reto r ao quadrado

A imagem ilustra três setores circulares, por isso multiplicaremos por três. Também considera pi igual a 3 e o ângulo central de 60º.

Substituindo na fórmula acima e fazendo simplificações:

reto A igual a 60 sobre 360 sinal de multiplicação espaço 3 espaço. espaço 3 espaço. espaço reto r ao quadradoreto A igual a 540 sobre 360 sinal de multiplicação espaço reto r ao quadradoreto A espaço igual a 3 sobre 2 sinal de multiplicação espaço reto r ao quadrado

A área determinada por esta expressão deve ser menor que 50 x 24, logo:

50 espaço. espaço 24 espaço maior que espaço 3 sobre 2 espaço. espaço reto r ao quadrado

Resolvendo a inequação para r, temos:

50 espaço. espaço 24 espaço maior que espaço 3 sobre 2 espaço. espaço reto r ao quadradonumerador 50 espaço. espaço 24 espaço. espaço 2 sobre denominador 3 fim da fração maior que reto r ao quadrado50 espaço. espaço 8 espaço. espaço 2 maior que reto r ao quadrado800 maior que reto r ao quadradoraiz quadrada de 800 maior que reto r

Como:

30 x 30 = 900
29 x 29 = 841
28 x 28 = 784

Por tentativa e erro, o raio deve ser 28, pois o enunciado o restringe à um número natural.

Aprenda mais com:

Pratique mais com exercícios de circunferência e círculo com respostas.

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.