Polígono regular: área, perímetro e ângulos internos
O que é um polígono regular
Um polígono regular é uma figura fechada com todos os lados iguais e todos os ângulos internos iguais. Triângulo equilátero, quadrado, pentágono regular, hexágono regular, octógono regular — todos partilham a mesma família de fórmulas simples, derivadas da sua simetria. Já polígonos irregulares exigem métodos específicos (Heron para triângulos, decomposição para polígonos gerais, integração para curvas).
A regularidade traz enormes vantagens práticas: um hexágono regular pavimenta o plano sem folgas (favos de mel, mosaicos), um octógono regula sinais de trânsito (STOP), um pentágono aparece na construção militar (Pentágono dos EUA) e em cristalografia. Em arquitectura clássica portuguesa, o claustro octogonal e a rotunda hexagonal são recorrentes.
Os polígonos regulares foram estudados por Euclides nos Elementos, e Gauss provou aos 19 anos (1796) que o heptadecágono regular (17 lados) é construtível com régua e compasso — resultado que ficou marcado no seu túmulo.
Fórmula
Para um polígono regular com n lados de comprimento L e apótema a (distância do centro ao ponto médio de um lado):
Perímetro:
P = n × L
Área:
A = (n × L × a) / 2 = (P × a) / 2
Ângulo interno:
θ = ((n − 2) × 180°) / n
Ângulo central (entre dois raios até vértices consecutivos):
θ_c = 360° / n
Relação apótema-lado (para calcular a se só souberes L):
a = L / (2 × tan(180° / n))
Área em função apenas do lado:
A = (n × L²) / (4 × tan(180° / n))
Área em função do raio circunscrito R (do centro ao vértice):
A = (n × R² × sin(360° / n)) / 2
Quando n → ∞, o polígono aproxima-se de um círculo, e A → πR² — como Arquimedes provou por aproximação de polígonos inscritos e circunscritos.
Exemplo prático
Hexágono regular de lado L = 10 cm.
- Apótema:
a = 10 / (2 × tan(30°)) = 10 / (2 × 0,5774) ≈ 8,66 cm - Perímetro:
P = 6 × 10 = 60 cm - Área:
A = (60 × 8,66) / 2 = 259,8 cm² - Ângulo interno:
θ = (4 × 180°) / 6 = 120°
O hexágono regular tem a particularidade de o raio circunscrito ser igual ao lado (R = L). Por isso é fácil desenhar com compasso: marca um raio e transporta-o seis vezes na circunferência.
Sinal de STOP octogonal com lado de 30 cm.
- Apótema:
a = 30 / (2 × tan(22,5°)) ≈ 30 / 0,8284 ≈ 36,21 cm - Perímetro:
P = 8 × 30 = 240 cm - Área:
A = (240 × 36,21) / 2 ≈ 4345 cm² ≈ 0,435 m² - Ângulo interno:
θ = (6 × 180°) / 8 = 135°
Esta área determina quanto material reflector se usa por sinal — informação relevante para orçamentos de sinalização rodoviária.
Pátio quadrangular de 20 m de lado num convento em Alcobaça:
- Área:
A = 20² = 400 m²(o caso trivial: quadrado tem apótema = L/2) - Perímetro:
P = 80 m— comprimento das arcadas.
Quando usar
As fórmulas de polígonos regulares aparecem em:
- Arquitectura — projectos com plantas simétricas, cúpulas geodésicas (aproximadas por polígonos regulares).
- Engenharia mecânica — porcas hexagonais, cabeças de parafusos, engrenagens.
- Design gráfico — logos, tessellations, padrões repetitivos.
- Cristalografia — estrutura de moléculas (benzeno hexagonal), cristais.
- Cartografia — grelhas hexagonais para representação uniforme (H3 da Uber).
- Ensino secundário — capítulo de geometria no 8.º e 9.º ano.
O hexágono é o único polígono regular com mais de 4 lados que pavimenta o plano sozinho — combinado com a área máxima por perímetro (isoperimetria), explica por que as abelhas escolhem hexágonos para os favos.
Erros comuns
Confundir apótema com raio. Apótema (a) é do centro ao ponto médio de um lado; raio circunscrito (R) é do centro ao vértice. a < R sempre, e a = R × cos(180°/n).
Aplicar (n−2) × 180° / n ao ângulo central. Essa fórmula dá o ângulo interno (vértice do polígono). O ângulo central é 360°/n, diferente.
Usar graus onde a calculadora está em radianos. tan(30°) ≈ 0,577, mas tan(30 rad) ≈ −6,4. Verifica o modo da calculadora — erro clássico em exames.
Assumir que qualquer polígono equilátero é regular. Um losango tem lados iguais mas ângulos diferentes — não é regular. Regular exige ambas as condições: lados e ângulos iguais.
Não distinguir polígono convexo de estrelado. Um pentagrama tem 5 vértices “regulares” mas é estrelado, não convexo. Fórmulas clássicas aplicam-se só a convexos.
Ver também
- Áreas e volumes — outras figuras geométricas
- Triângulo de Heron — área de triângulo qualquer
- Trigonometria — tangente e seno na fórmula