почему значения косинусов и синусов бывают отрицательными, если это отношения сторон которые не бывают отрицательными?

:-) Меня тоже этот вопрос в школе очень интересовал :-)

Узнаешь чуть позже, когда по алгебре будет такой курс, который называется тригонометрия. На самом деле косинус и синус это не просто отношение сторон, там все немножко сложнее.

Если в двух словах, то возьмем систему координат и вокруг ее центра опишем окружность с радиусом 1.

Теперь мы будем откладывать на этой окружности разные углы начиная от луча ОХ (см. рисунок; если мелко - то вот тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/Тригонометрические_функции#/media/File:Trigonometric_function.png) и смотреть на координаты точки пересечения данного угла с окружностью.

Так вот абсцисса (х) этой координаты даст нам косинус данного угла, а ордината (у) - синус. Таким образом мы можем узнать синус и косинус для любого угла (даже для угла, который больше 180 градусов), что мы никак и никогда не сможем сделать при делении катетов на гипотенузу в прямоугольном треугольнике.

Если что-то непонятно - спрашивай, попытаюсь объяснить еще :-)

А вообще молодец, что подобными вопросами интересуешься, это дело хорошее. Так держать! :-)

С помощью прямоугольных треугольников можно определить sin и cos только для Острых углов от 0 до 90 градусов. Изначально эти понятия так и возникли. Но потом пришлось доопределить его на все углы (а потом и на комплексные числа и т. д.).
Прочитай про определение синуса на единичной окружности