這個計算機能做什麼
直圓柱是由兩個相等、平行的圓形底面,以及一面垂直連接的曲面所組成的立體──就像一個湯罐頭或一段水管。只要輸入底面半徑 r 與高度 h,本工具會立即算出三個數值:體積(能裝多少)、側面積(只算曲面那一圈),以及總表面積(曲面加上兩端的圓面)。這純粹是幾何計算,在世界任何地方都通用。
使用方法
輸入半徑與高度時,請使用相同的長度單位(例如兩者都用公尺,或都用公分)。計算機不預設任何單位──你輸入什麼單位,體積就以該單位的立方呈現,面積則以該單位的平方呈現。兩個數值都必須為正數;半徑或高度若為零,圓柱便會塌縮成沒有體積的平面圖形。
公式解析
體積等於底面圓的面積(\(\pi r^{2}\))乘以高度:
$$V = \pi r^{2} h$$側面積可想像成把曲面「攤平」成一個長方形,寬度是底面圓周長(\(2\pi r\)),高度為 \(h\),因此
$$S_{\text{側}} = 2\pi r h$$再加上兩端的圓面(各為 \(\pi r^{2}\)),即得總表面積
$$S = 2\pi r h + 2\pi r^{2} = 2\pi r (h + r)$$
範例演算
當 \(r = 3\)、\(h = 5\) 時:
$$V = \pi \cdot 9 \cdot 5 = 45\pi \approx 141.37 \text{ 立方單位}$$$$S_{\text{側}} = 2\pi \cdot 3 \cdot 5 = 30\pi \approx 94.25 \text{ 平方單位}$$$$S = 2\pi \cdot 3 \cdot (5 + 3) = 48\pi \approx 150.80 \text{ 平方單位}$$常見問題
計算結果是什麼單位?取決於你輸入的單位。兩個輸入值請用相同單位;體積是該單位的立方,面積是該單位的平方。
側面積與總表面積有什麼差別?側面積只計算曲面那一圈;總表面積還會加上兩端的平面圓面──這在區分開口水管與密封罐頭時特別有用。
圓柱一定要是「直」的嗎?是的──這些公式假設為直圓柱,也就是側面與底面垂直。斜(傾斜)圓柱需要另外不同的表面積公式。