這個計算機能做什麼
圓柱體積計算機只需要兩個數值——半徑與高度——就能算出圓柱能容納多少空間。所謂「直圓柱」,指的是兩端為圓形、側面與底面垂直(呈 90°)的管狀立體,像是飲料罐、水管或水塔都屬於這一類。只要輸入這兩個數值,工具就會立即回傳體積,同時一併算出底面積、側面積(曲面)以及總表面積。
你需要輸入的資料
- 半徑(r):從圓形底面中心到邊緣的距離。
- 高度(h):兩個圓形端面之間的直線距離。
兩個欄位請使用相同的單位。算出的體積會是該單位的立方——輸入公分,得到的就是立方公分(cm³);輸入公尺,得到的就是立方公尺(m³)。
公式說明
計算機採用標準的幾何公式:
$$V = \pi \times r^{2} \times h$$
圓柱的底面是一個面積為 \(\pi r^{2}\) 的圓。把這塊圓形底面沿著整個高度 \(h\) 一路堆疊上去,就填滿了整個圓柱,因此底面積乘以高度即為體積。除此之外,工具還會一併推算出:
- 底面積 = \(\pi r^{2}\)
- 側面積 = \(2\pi r h\)(僅指彎曲的側面)
- 總表面積 = \(2\pi r (r + h)\)(兩端圓面加上側面)
實例演算
假設有一座圓柱形水塔,半徑為 3 公尺,高度為 5 公尺。
- 體積 = \(\pi \times 3^{2} \times 5 = \pi \times 9 \times 5 = 45\pi \approx\) 141.37 m³
- 底面積 = \(\pi \times 3^{2} \approx 28.27\) m²
- 側面積 = \(2\pi \times 3 \times 5 \approx 94.25\) m²
- 總表面積 = \(2\pi \times 3 \times (3 + 5) \approx 150.80\) m²
常見問題
如果我只知道直徑怎麼辦?把直徑除以二就能得到半徑,再輸入該數值即可。直徑 10 公分,半徑就是 5 公分。
要怎麼換算成公升的容量?先算出以立方公分為單位的體積,再除以 1,000——因為 1 公升等於 1,000 cm³。上述 141.37 m³ 的範例換算後等於 141,370 公升。
這個公式適用於傾斜的斜圓柱嗎?不適用。本公式假設的是側面與底面垂直的直圓柱。斜圓柱的體積公式有所不同,不過「底面積乘以垂直高度」的原理仍然成立。