角度の単位:turn
turn(ターン)は、
角度を表す際に用いられる単位の一つです。その基本的な定義は、平面上の円をちょうど1周回った
角度、つまり360度です。度数法だけでなく、
ラジアンの単位で表現することも可能で、その場合1 turnは正確に2π
ラジアンに等しくなります。
この単位は、その名前が示す通り「回転」や「周回」といった概念と深く結びついており、回転運動や周期的な現象を表す際に特に便利な場合があります。
角度を示す際には、1 turnという全体量を基準として、その分数で表現するのが一般的です。例えば、1/2 turnは180度(半回転)、1/4 turnは90度(
直角)を表します。
単位の分割
turnをさらに細かく分割した単位も存在します。1 turnを100等分した単位は「centiturn(センチターン)」と呼ばれ、1 centiturnは3.6度です。また、1000等分した単位は「milliturn(ミリターン)」と呼ばれ、1 milliturnは0.36度に相当し、これは
角度の分秒表記で21分36秒と表現することもできます。centiturnを基準として目盛りを刻んだ
分度器は、「パーセント定規(percentage protractor)」などと呼ばれます。
伝統的な航海術においては、方位を32等分する羅針図が用いられてきましたが、これもturnを基準とした分割の一例と見なすことができます。
他の表現と平面変換
turnの概念は、主に平面上での回転に関連して用いられます。特に1/2 turnと1/4 turnは、それぞれ慣習的にhalf-turn、quarter-turnという固有の名称で呼ばれることがあります。幾何学的な文脈では、half-turn(半回転)はしばしば「一点を中心とした対称移動(reflection in a point)」と同等であると見なされます。これは、2次元平面上の変換として両者が同じ結果をもたらすためです。
数学定数τ(タウ)との関連
数学の分野では、
円周率π(パイ、約3.14159)が半円の
ラジアン値を表すのに対し、円全体の
ラジアン値を表す新しい数学定数τ(タウ、τ = 2π ≈ 6.283185)を用いる提案がされています。このτは、まさに1 turnの
ラジアン値に等しいです。τを導入することで、円や回転に関連する多くの数学公式が、より直感的で簡潔な形になると提唱されています。例えば、
角度をturnの分数で表す場合、その
ラジアン値はτの同じ分数倍として直接的に示されるため、計算や理解が容易になるという利点が挙げられています。
主な使用分野と例
turnという単位や概念は、様々な分野で実際に利用されています。
回転数や大きな角度の表現: コイルの巻き数や機械の回転運動など、大きな
角度や回転の回数を表現するのに便利です。エンジンの回転速度を示す単位であるrpm(revolutions per minute)は、1分間あたりのturn数と同義です。
複素力学系: 複素数平面上での力学系において、
角度、特にexternal angleやinternal angleの表現にturnが用いられることがあります。多角形の外角の和が常に1 turn(360度)であるという性質も、この単位を用いることで簡潔に表現できます。
円グラフ: 円グラフ全体が1 turnに相当します。
円グラフにおける各項目の割合は、全体のturnに対する分数として捉えることができます。例えば、全体の1%は1 centiturnに該当します。
Web開発: CSS 3では、
角度を指定する際の方法の一つとして、turn単位がサポートされています。
このように、turnは単なる
角度の単位としてだけでなく、回転や周期、割合を示す概念としても広く活用されています。