這個計算機能做什麼
只要輸入一個數值——也就是半徑,這個工具就能算出標準球體的體積與表面積。所謂球體,是指三維空間中與某個中心點等距(這個距離就是半徑)的所有點所構成的立體。整個計算過程屬於純粹的幾何運算,在任何地方都通用,不牽涉任何國家或地區的特殊規定。
使用方式
你可以用任何長度單位輸入半徑——公尺、公分、英吋、英呎等都可以。由於系統不會進行單位換算,因此算出的答案會沿用你輸入的單位:體積以該單位的立方(單位³)呈現,表面積則以該單位的平方(單位²)呈現。舉例來說,如果半徑以公分為單位,體積就會是立方公分,表面積則是平方公分。
公式解析
球體的體積公式為 $$V = \frac{4}{3}\pi\,r^{3}$$ 表面積公式為 $$S = 4\pi\,r^{2}$$ 其中 \(r\) 代表半徑,\(\pi\)(圓周率)約等於 \(3.14159265\)。體積與半徑的立方成正比,因此半徑放大一倍,體積會變成原本的八倍;而表面積與半徑的平方成正比,半徑放大一倍時,表面積會變成原本的四倍。
實際範例
假設半徑為 \(2\),體積就是 $$\frac{4}{3}\times\pi\times 2^{3} = \frac{32}{3}\times\pi \approx 33.51032164$$ 立方單位;表面積則是 $$4\times\pi\times 2^{2} = 16\pi \approx 50.26548246$$ 平方單位。
常見問題
如果半徑是 0 會怎樣?半徑為 0 代表只是一個點,因此體積和表面積都會是 0——這是一種合理的退化情形。
可以直接輸入直徑嗎?不行——請先把直徑除以 2,因為半徑等於直徑的一半。
為什麼單位要用立方和平方?體積是三維度量(長 \(\times\) 長 \(\times\) 長),表面積是二維度量(長 \(\times\) 長),所以分別承襲立方與平方的單位。