Bookmarks    
P値の計算    
比の計算    
行列式    
逆行列    
円の計算    
球の体積    
年齢計算    
日数計算    
曜日計算    
時差計算    
複利計算    
単利計算    
利息計算    
ROIの計算    
IRRの計算    
GDPの計算    
CAGR計算    
BMI計算機    
TDEE計算機    
1RM計算機    
露点温度    
進数変換    
給与換算    
燃費計算    
生コン量    
外壁面積    
   追加
確率・ランダムの計算ツール
2つの独立な事象の確率
2つの独立な事象の確率
2つの事象の確率(逆算)
2つの事象の確率(逆算)
くり返したときの確率
くり返したときの確率
条件付き確率・ベイズの定理
条件付き確率・ベイズの定理
期待値計算機
期待値計算機
二項分布の計算機
二項分布の計算機
順列・組み合わせ
順列・組み合わせ
円順列・じゅず順列
円順列・じゅず順列
重複順列・重複組合せ
重複順列・重複組合せ
乱数ジェネレーター
乱数ジェネレーター
平均・統計の計算ツール
平均計算機
平均計算機
代表値計算機(最頻値ほか)
代表値計算機(最頻値ほか)
標準偏差計算機
標準偏差計算機
四分位数計算機
四分位数計算機
度数分布表 計算機
度数分布表 計算機
相関係数計算機
相関係数計算機
正規分布の確率
正規分布の確率
Zスコアの計算
Zスコアの計算
信頼区間の計算
信頼区間の計算
サンプルサイズの計算
サンプルサイズの計算
標本調査の計算
標本調査の計算
P値の計算
P値の計算
割合・パーセントの計算ツール
割合・パーセントの計算
割合・パーセントの計算
増減率の計算
増減率の計算
パーセント差
パーセント差
誤差率の計算
誤差率の計算
比の計算
比の計算
割引計算機
割引計算機
消費税の計算
消費税の計算
利益率計算機
利益率計算機
速さの計算ツール
速さ計算機
速さ計算機
密度・濃度の計算ツール
密度計算機
密度計算機
モル濃度計算機
モル濃度計算機
分子量・モル質量
分子量・モル質量
物理・電気工学の計算ツール
オームの法則の計算
オームの法則の計算
W・A・V の相互換算
W・A・V の相互換算
抵抗器カラーコードの計算
抵抗器カラーコードの計算
電圧降下の計算
電圧降下の計算
単位の換算の計算ツール
坪・畳・㎡換算
坪・畳・㎡換算
重さの単位換算
重さの単位換算
靴サイズの変換
靴サイズの変換
整数・正負の数の計算ツール
割り算の筆算(商と余り)
割り算の筆算(商と余り)
最小公倍数計算機
最小公倍数計算機
最大公約数
最大公約数
正負の数の計算機
正負の数の計算機
素因数分解
素因数分解
一次不定方程式計算機
一次不定方程式計算機
合同式・余りの計算機
合同式・余りの計算機
約数計算機
約数計算機
ローマ数字変換
ローマ数字変換
分数・小数・端数処理の計算ツール
分数計算機
分数計算機
帯分数計算機
帯分数計算機
約分計算機
約分計算機
分数から小数への変換
分数から小数への変換
小数から分数への変換
小数から分数への変換
四捨五入・切り上げ・切り捨て
四捨五入・切り上げ・切り捨て
方程式・不等式の計算ツール
一次方程式計算機
一次方程式計算機
連立方程式計算機
連立方程式計算機
二次方程式の解の公式
二次方程式の解の公式
絶対値の方程式・不等式
絶対値の方程式・不等式
二次不等式 計算機
二次不等式 計算機
三次方程式計算機
三次方程式計算機
多項式・式の展開の計算ツール
文字式の計算機
文字式の計算機
因数分解計算機
因数分解計算機
式の展開 計算機
式の展開 計算機
多項式の割り算計算機
多項式の割り算計算機
二項定理の計算機
二項定理の計算機
平方根・n乗根の計算ツール
根号の簡約
根号の簡約
分母の有理化
分母の有理化
累乗根の計算
累乗根の計算
指数・対数の計算ツール
べき乗計算機
べき乗計算機
対数計算機
対数計算機
常用対数と桁数
常用対数と桁数
科学的記数法
科学的記数法
科学的記数法の計算
科学的記数法の計算
半減期計算機
半減期計算機
複素数の計算ツール
複素数計算機
複素数計算機
複素数の極形式変換
複素数の極形式変換
ド・モアブルの定理
ド・モアブルの定理
関数・グラフの計算ツール
直線の傾きの計算
直線の傾きの計算
一次関数計算機
一次関数計算機
比例・反比例 計算機
比例・反比例 計算機
二次関数 y=ax² 計算機
二次関数 y=ax² 計算機
2点間の距離の計算
2点間の距離の計算
3D空間の2点間の距離の計算
3D空間の2点間の距離の計算
内分点・外分点の計算
内分点・外分点の計算
点と直線の距離 計算機
点と直線の距離 計算機
緯度経度の距離計算
緯度経度の距離計算
平方完成 計算機
平方完成 計算機
円の方程式 計算機
円の方程式 計算機
二次曲線計算機
二次曲線計算機
極座標と直交座標の変換
極座標と直交座標の変換
微分・積分の計算ツール
極限計算機
極限計算機
導関数計算機
導関数計算機
微分公式の計算機
微分公式の計算機
接線・法線 計算機
接線・法線 計算機
定積分計算機
定積分計算機
不定積分計算機
不定積分計算機
2曲線間の面積
2曲線間の面積
回転体の体積 計算機
回転体の体積 計算機
数列の計算ツール
等差数列の計算
等差数列の計算
等比数列の計算
等比数列の計算
Σ(シグマ)計算機
Σ(シグマ)計算機
フィボナッチ数列の計算
フィボナッチ数列の計算
漸化式計算機
漸化式計算機
ベクトルの計算ツール
ベクトルの計算
ベクトルの計算
外積の計算
外積の計算
行列の計算ツール
行列の計算
行列の計算
行列式
行列式
逆行列
逆行列
平面図形の計算ツール
三角比の計算
三角比の計算
度とラジアンの変換
度とラジアンの変換
三角関数の合成
三角関数の合成
三角形計算機
三角形計算機
三角形の面積計算機
三角形の面積計算機
直角三角形の計算
直角三角形の計算
三平方の定理の計算
三平方の定理の計算
多角形の内角・外角
多角形の内角・外角
相似比・面積比・体積比
相似比・面積比・体積比
平行線と角
平行線と角
長方形の面積
長方形の面積
平行四辺形の面積
平行四辺形の面積
台形の面積
台形の面積
円の計算
円の計算
扇形の面積
扇形の面積
円周角の定理
円周角の定理
楕円の面積
楕円の面積
空間図形の計算ツール
立方体の体積
立方体の体積
立方体の表面積
立方体の表面積
直方体の体積
直方体の体積
直方体の表面積
直方体の表面積
円柱の体積
円柱の体積
円柱の表面積
円柱の表面積
球の体積
球の体積
球の表面積
球の表面積
球欠(球冠)の体積
球欠(球冠)の体積
球冠の表面積
球冠の表面積
楕円体の体積
楕円体の体積
楕円体の表面積
楕円体の表面積
四角錐の体積
四角錐の体積
四角錐の表面積
四角錐の表面積
円錐の体積
円錐の体積
円錐の表面積
円錐の表面積
円錐台の体積
円錐台の体積
円錐台の表面積
円錐台の表面積
パイプ(管)の体積
パイプ(管)の体積
カプセル形の体積
カプセル形の体積
カプセルの表面積
カプセルの表面積
日付・時間の計算ツール
年齢計算
年齢計算
日数計算
日数計算
○日後・○日前の日付
○日後・○日前の日付
○時間後・○時間前の日時
○時間後・○時間前の日時
曜日計算
曜日計算
時間の足し算・引き算
時間の足し算・引き算
時差計算
時差計算
勤務時間計算
勤務時間計算
時間差の計算
時間差の計算
タイムカード計算
タイムカード計算
金融・経済の計算ツール
複利計算
複利計算
単利計算
単利計算
利息計算
利息計算
ファイナンス計算機
ファイナンス計算機
現在価値の計算
現在価値の計算
将来価値の計算
将来価値の計算
ROIの計算
ROIの計算
IRRの計算
IRRの計算
回収期間の計算
回収期間の計算
平均リターンの計算
平均リターンの計算
GDPの計算
GDPの計算
Webマーケ・広告指標の計算ツール
クリック率(CTR)の計算
クリック率(CTR)の計算
コンバージョン率(CVR)の計算
コンバージョン率(CVR)の計算
CPC・CPM・CPA計算機
CPC・CPM・CPA計算機
ROAS(広告費用対効果)の計算
ROAS(広告費用対効果)の計算
損益分岐CPA・許容CPA計算機
損益分岐CPA・許容CPA計算機
顧客生涯価値(LTV)の計算
顧客生涯価値(LTV)の計算
顧客獲得コスト(CAC)とLTV/CAC比
顧客獲得コスト(CAC)とLTV/CAC比
チャーン率(解約率)と平均継続期間
チャーン率(解約率)と平均継続期間
A/Bテストの有意差判定
A/Bテストの有意差判定
A/Bテストの必要サンプル数
A/Bテストの必要サンプル数
検索順位別CTRからの想定流入数
検索順位別CTRからの想定流入数
損益分岐点計算機
損益分岐点計算機
値入率・掛率換算
値入率・掛率換算
CAGR計算
CAGR計算
健康・フィットネスの計算ツール
BMI計算機
BMI計算機
睡眠サイクル計算
睡眠サイクル計算
カロリー計算機
カロリー計算機
基礎代謝量計算機
基礎代謝量計算機
TDEE計算機
TDEE計算機
理想体重計算機
理想体重計算機
体脂肪率計算機
体脂肪率計算機
除脂肪体重計算機
除脂肪体重計算機
消費カロリー計算機
消費カロリー計算機
たんぱく質摂取量計算機
たんぱく質摂取量計算機
PFCバランス計算機
PFCバランス計算機
炭水化物摂取量計算機
炭水化物摂取量計算機
脂質摂取量計算機
脂質摂取量計算機
子供の身長予測
子供の身長予測
スポーツの計算ツール
ゴルフハンディキャップ
ゴルフハンディキャップ
ペース計算機
ペース計算機
1RM計算機
1RM計算機
目標心拍数計算機
目標心拍数計算機
気象の計算ツール
ヒートインデックス
ヒートインデックス
ウインドチル
ウインドチル
露点温度
露点温度
コンピュータの計算ツール
進数変換
進数変換
IPサブネット計算機
IPサブネット計算機
帯域幅・ダウンロード時間の計算機
帯域幅・ダウンロード時間の計算機
家計・光熱費の計算ツール
電気代計算
電気代計算
kWh→電気代・逆算
kWh→電気代・逆算
年間消費電力量→電気代
年間消費電力量→電気代
エアコン畳数・能力
エアコン畳数・能力
エアコンの電気代計算
エアコンの電気代計算
暖房の電気代比較
暖房の電気代比較
ガスと電気の光熱費比較
ガスと電気の光熱費比較
LED交換の節約額
LED交換の節約額
給与換算
給与換算
家計収支の計算
家計収支の計算
自動車の計算ツール
ガソリン代計算
ガソリン代計算
EV充電コスト
EV充電コスト
EVとガソリン車の燃料費比較
EVとガソリン車の燃料費比較
燃費計算
燃費計算
タイヤサイズ計算
タイヤサイズ計算
太陽光発電・蓄電池の計算ツール
太陽光発電の発電量
太陽光発電の発電量
太陽光パネルの枚数と面積
太陽光パネルの枚数と面積
太陽光発電の回収年数
太陽光発電の回収年数
蓄電池の必要容量と持ち時間
蓄電池の必要容量と持ち時間
住まい・DIYの計算ツール
タイル枚数
タイル枚数
階段の寸法
階段の寸法
生コン量
生コン量
壁・天井・床の面積
壁・天井・床の面積
壁紙の必要量
壁紙の必要量
塗料の必要量
塗料の必要量
フローリング枚数
フローリング枚数
外壁面積
外壁面積
砂利の必要量
砂利の必要量
モルタルの配合
モルタルの配合
勾配の計算
勾配の計算
木材の取り数
木材の取り数
建ぺい率・容積率
建ぺい率・容積率
クッションフロア必要量
クッションフロア必要量
畳の枚数と広さ
畳の枚数と広さ
断熱材の必要量
断熱材の必要量
カーテンのサイズ
カーテンのサイズ
テレビのサイズと視聴距離
テレビのサイズと視聴距離
土・培養土の必要量
土・培養土の必要量
芝生の必要枚数
芝生の必要枚数
ブロック塀の個数
ブロック塀の個数
レンガの必要枚数
レンガの必要枚数
ウッドデッキの材料
ウッドデッキの材料
スロープの必要長さ
スロープの必要長さ
ネジの下穴径と長さ
ネジの下穴径と長さ
容積と必要換気量
容積と必要換気量
塗料の希釈計算
塗料の希釈計算
巾木・廻り縁の長さ
巾木・廻り縁の長さ
ブラインドの採寸
ブラインドの採寸
額縁の取り付け高さと配置
額縁の取り付け高さと配置
排水勾配と高低差
排水勾配と高低差
ビス・釘の必要本数
ビス・釘の必要本数
木材の材積(m³・才)
木材の材積(m³・才)
フェンスの本数
フェンスの本数
木材の収縮量(含水率変化)
木材の収縮量(含水率変化)
接着剤・コーキングの必要量
接着剤・コーキングの必要量
部屋の熱損失の目安
部屋の熱損失の目安
家具の搬入可否
家具の搬入可否
引越しのダンボール枚数
引越しのダンボール枚数
収納・棚の容量
収納・棚の容量
板取り計算
板取り計算
棚板のたわみと耐荷重
棚板のたわみと耐荷重

カプセル形の体積計算機(V = πr²h + 4/3πr³)

カプセル形の半径と円柱部分の高さを入力してください。体積(V = πr²h + 4/3πr³)と円柱部分・球部分の内訳、cm³・L・m³の単位換算も表示します。

半径と高さは同じ単位に揃えて、半角の数値だけを入力してください(単位は付けず数値のみ。例:3cmなら「3」)。「高さ」には両端の半球部分を含めません。カプセル全体の長さしかわからないときは、全体の長さから半径の2倍を引いた値を高さに入力してください。
計算結果・図形
左の入力欄に半径と円柱部分の高さを入れて「計算する」を押すと、ここに結果が表示されます。

このページでできること

  • 半径と円柱部分の高さを入れるだけで、カプセル形(円柱の両端に半球が付いた立体)の体積(\(V = \pi r^2 h + \dfrac{4}{3}\pi r^3\))がその場でわかります
  • 円柱部分の体積と、両端の半球を合わせた球の体積も分けて表示するので、計算のしくみがそのまま確かめられます
  • 計算結果は3D図形でも表示され、マウスやスワイプで回して形を確かめられます
  • 体積の単位換算(cmで入力したときのL・m³、mで入力したときのcm³)も同時に表示します
  • 式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
半径と高さは同じ単位に揃えて入力してください(cmならcm同士、mならm同士)。「高さ」は両端の半球を含まない円柱部分だけの長さです。円柱・球そのものの体積は、それぞれ専用のページで扱います。

この計算は何の役に立つ?

薬のカプセルの容積を見積もる(製薬・医療)

薬のカプセルはこの形の代表例です。半径0.4cm・円柱部分の高さ1.4cmのカプセルをこの形とみなすと、容積は \(\pi \times 0.4^2 \times 1.4 + \dfrac{4}{3}\pi \times 0.4^3 \fallingdotseq 0.97\,\mathrm{cm^3}\)、つまり約1mLです。
実際のカプセル剤は2つの部品(キャップとボディ)が重なった形なのであくまで概算ですが、「この大きさのカプセルに薬がどれくらい入るか」という見積もりの土台は、まさにこの式です。

ガスの貯蔵タンクの容量を計算する(エネルギー・インフラ)

LPガスなどを貯める圧力タンクには、円柱の両端に半球を付けたカプセル形(横置き)がよく使われます。角がある形は圧力が角に集中して壊れやすいのに対し、丸い形は圧力が均等に分散するためです。
半径1m・円柱部分の長さ4mのタンクなら、容量は \(\pi \times 1^2 \times 4 + \dfrac{4}{3}\pi \times 1^3 \fallingdotseq 16.8\,\mathrm{m^3}\)(約16800L)。タンクの寸法から貯められる量を求めるのは、設計でも点検でもこの式の出番です。

タンクローリーの積載量を見積もる(物流)

燃料などを運ぶタンクローリーの胴体も、円柱の両端に丸い鏡板(かがみいた)が付いた、カプセルに近い形をしています。両端を半球とみなして半径1.1m・円柱部分6mで計算すると、\(\pi \times 1.1^2 \times 6 + \dfrac{4}{3}\pi \times 1.1^3 \fallingdotseq 28.4\,\mathrm{m^3}\)、つまり約28400Lです。
実際の鏡板は半球より浅い形が多いので正確な容量は図面によりますが、大型ローリーの積載量(20000〜30000L程度)と桁が合う、よい概算になります。

魚肉ソーセージなど棒状の食品の量を見積もる(食品)

魚肉ソーセージやかまぼこ棒のような「両端の丸い棒状の食品」も、カプセル形で近似できます。直径2.5cm(半径1.25cm)・円柱部分12cmなら、体積は \(\pi \times 1.25^2 \times 12 + \dfrac{4}{3}\pi \times 1.25^3 \fallingdotseq 67\,\mathrm{cm^3}\) となります。
食品の密度は水(1cm³あたり約1g)に近いものが多いので、重さはおよそ70g弱——実際の商品の1本あたりの内容量(70g前後)とよく合います。体積から重さやカロリーの桁を見積もる、というのは食品開発でも家庭でも使える考え方です。

式と図

カプセルの体積の考え方(円柱と球に分けて足す)
図
数学表記 (一般的な数式)
\(V\) \(=\) \(V_1\) \(+\) \(V_2\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
③ カプセルの体積 \(V\) \(=\) ① 円柱部分の体積 \(V_1\) \(+\) ② 半球2つ分の体積 \(V_2\)
式を日本語で読むと
① 円柱部分の体積 \(V_1\) に
② 半球2つ分の体積 \(V_2\) (=両端の半球を合わせた球1個分の体積)を足すと
③ カプセルの体積 \(V\) になる
簡単な例
半径3cm・円柱部分の高さ4cmのカプセル(このあとの「もとになる式1・式2」で計算する例)では
カプセルの体積 \(V\) \(=\) 円柱部分の体積(36π cm³) \(+\) 球の体積(36π cm³)
\(36\pi + 36\pi = 72\pi \fallingdotseq 226.19\,\mathrm{cm^3}\)
考え方のポイント
カプセル形は「円柱の両端に、半球(球を半分に切った形)を1つずつ付けた立体」です。両端の半球は2つ合わせるとちょうど球1個分になるので、体積は「円柱1個 + 球1個」という足し算だけで求められます。 複雑に見える立体も、知っている形(円柱と球)に分けて足す——これがこのページの一番大事な考え方です。
円柱部分の体積(もとになる式1)
図
数学表記 (一般的な数式)
\(V_1\) \(=\) \(\pi\) \(\times\) \(r\) \(2\) \(\times\) \(h\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
⑤ 円柱部分の体積 \(V_1\) \(=\) ① 円周率 \(\pi\) \(\times\) ② 半径 \(r\) ③ 2乗(同じ数を2回掛ける) \(\times\) ④ 円柱部分の高さ \(h\)
式を日本語で読むと
① 円周率 \(\pi\) に
② 半径 \(r\) の
③ 2乗(同じ数を2回掛ける) を掛けて断面の円の面積を出し
④ 円柱部分の高さ \(h\) をさらに掛けると
⑤ 円柱部分の体積 \(V_1\) になる
簡単な例
半径3cm・円柱部分の高さ4cmのカプセルの、円柱部分の体積は
円柱部分の体積 \(V_1\) \(=\) 円周率 \(\pi\) \(\times\) 半径(3cm) 2乗 \(\times\) 円柱部分の高さ(4cm)
\(\pi \times 3^{2} \times 4 = 36\pi \fallingdotseq 113.1\,\mathrm{cm^3}\)
考え方のポイント
円柱の体積は「底面積 × 高さ」です。カプセルの断面は円なので、底面積は円の面積の式 \(\pi r^2\)(円周率 × 半径の2乗)になります。 ここで使う高さ \(h\) は、両端の半球を含まない「まっすぐな胴体部分だけの長さ」であることに注意してください。円柱の体積そのものは、円柱の体積計算機のページでさらに詳しく解説しています。
両端の半球を合わせた球の体積(もとになる式2)
図
数学表記 (一般的な数式)
\(V_2\) \(=\) \(\dfrac{4}{3}\) \(\times\) \(\pi\) \(\times\) \(r\) \(3\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
⑤ 球の体積 \(V_2\) \(=\) ① 定数 \(\dfrac{4}{3}\) \(\times\) ② 円周率 \(\pi\) \(\times\) ③ 半径 \(r\) ④ 3乗(同じ数を3回掛ける)
式を日本語で読むと
① 定数 \(\dfrac{4}{3}\) に
② 円周率 \(\pi\) と、
③ 半径 \(r\) の
④ 3乗(同じ数を3回掛ける) を掛けると
⑤ 球の体積 \(V_2\) になる
簡単な例
半径3cmのカプセルの、両端の半球を合わせた球の体積は
球の体積 \(V_2\) \(=\) 定数 \(\dfrac{4}{3}\) \(\times\) 円周率 \(\pi\) \(\times\) 半径(3cm) 3乗
\(\dfrac{4}{3} \times \pi \times 3^{3} = \dfrac{4}{3} \times \pi \times 27\)
\(= 36\pi \fallingdotseq 113.1\,\mathrm{cm^3}\)
考え方のポイント
両端の半球の半径は、円柱部分の半径 \(r\) と同じです。半球2つ = 球1個なので、「半球の体積 × 2」を計算する代わりに、球の体積の公式 \(\dfrac{4}{3}\pi r^3\) を1回使えば済みます。 \(\dfrac{4}{3}\) は球の体積の公式に決まって出てくる係数(定数)です。球の体積そのものは、球の体積計算機のページでさらに詳しく解説しています。
カプセルの体積(1つの式にまとめる)
図
数学表記 (一般的な数式)
\(V\) \(=\) \(\pi\) \(\times\) \(r\) \(2\) \(\times\) \(h\) \(+\) \(\dfrac{4}{3}\) \(\times\) \(\pi\) \(\times\) \(r\) \(3\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
⑨ カプセルの体積 \(V\) \(=\) ① 円周率 \(\pi\) \(\times\) ② 半径 \(r\) ③ 2乗 \(\times\) ④ 円柱部分の高さ \(h\) \(+\) ⑤ 定数 \(\dfrac{4}{3}\) \(\times\) ⑥ 円周率 \(\pi\) \(\times\) ⑦ 半径 \(r\) ⑧ 3乗
式を日本語で読むと
① 円周率 \(\pi\) に
② 半径 \(r\) の
③ 2乗 と
④ 円柱部分の高さ \(h\) を掛けて、円柱部分の体積を出す
⑤ 次に 定数 \(\dfrac{4}{3}\) に
⑥ 円周率 \(\pi\) と、
⑦ 半径 \(r\) の
⑧ 3乗 を掛けて、両端の半球を合わせた球の体積を出す
⑨ この2つを足すと カプセルの体積 \(V\) になる
簡単な例
半径3cm・円柱部分の高さ4cmのカプセルの体積をまとめて計算すると
カプセルの体積 \(V\) \(=\) 円周率 \(\pi\) \(\times\) 半径(3cm) 2乗 \(\times\) 円柱部分の高さ(4cm) \(+\) 定数 \(\dfrac{4}{3}\) \(\times\) 円周率 \(\pi\) \(\times\) 半径(3cm) 3乗
\(\pi \times 3^{2} \times 4 = 36\pi\)
\(\dfrac{4}{3} \times \pi \times 3^{3} = 36\pi\)
\(36\pi + 36\pi = 72\pi \fallingdotseq 226.19\,\mathrm{cm^3}\)
考え方のポイント
最初の式「円柱 + 球」に、もとになる式1(円柱部分)・式2(球)を代入したものがこの式です。前半(\(\pi r^2 h\))が円柱部分、後半(\(\dfrac{4}{3}\pi r^3\))が両端の半球を合わせた球にあたります。 間違えやすいのは指数です。2乗するのは円柱部分の半径、3乗するのは球部分の半径で、高さ \(h\) は1回掛けるだけです。この計算機は内訳(円柱部分・球部分)も表示するので、途中の値も確かめられます。
体積の単位換算(cm³ → L)
数学表記 (一般的な数式)
\(V_{\mathrm{L}}\) \(=\) \(V_{\mathrm{cm^3}}\) \(\div\) \(1000\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
③ L単位の体積 \(V_{\mathrm{L}}\) \(=\) ① cm³単位の体積 \(V_{\mathrm{cm^3}}\) \(\div\) ② 1Lあたりのcm³の数 \(1000\)
式を日本語で読むと
① cm³単位の体積 \(V_{\mathrm{cm^3}}\) を
② 1Lあたりのcm³の数 \(1000\) で割ると
③ L単位の体積 \(V_{\mathrm{L}}\) になる
簡単な例
半径3cm・円柱部分の高さ4cmのカプセルの体積 約226.19cm³ をL(リットル)に直すと
L単位の体積 \(=\) cm³単位の体積(226.19) \(\div\) 1Lあたりのcm³の数(1000)
\(226.19 \div 1000 = 0.22619\,\mathrm{L}\)
考え方のポイント
\(1\,\mathrm{L}\) は \(10\,\mathrm{cm} \times 10\,\mathrm{cm} \times 10\,\mathrm{cm} = 1000\,\mathrm{cm^3}\)(1Lの牛乳パックとほぼ同じ大きさ)です。 また \(1\,\mathrm{cm^3} = 1\,\mathrm{mL}\) なので、cm³で出した体積の数値は、そのままmL(ミリリットル)として読めます(226.19cm³ = 226.19mL)。
体積の単位換算(cm³ → m³)
数学表記 (一般的な数式)
\(V_{\mathrm{m^3}}\) \(=\) \(V_{\mathrm{cm^3}}\) \(\div\) \(1000000\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
③ m³単位の体積 \(V_{\mathrm{m^3}}\) \(=\) ① cm³単位の体積 \(V_{\mathrm{cm^3}}\) \(\div\) ② 1m³あたりのcm³の数 \(1000000\)
式を日本語で読むと
① cm³単位の体積 \(V_{\mathrm{cm^3}}\) を
② 1m³あたりのcm³の数 \(1000000\) で割ると
③ m³単位の体積 \(V_{\mathrm{m^3}}\) になる
簡単な例
カプセル形の貯蔵タンクの容積 約200000cm³(200L)をm³に直すと
m³単位の体積 \(=\) cm³単位の体積(200000) \(\div\) 1m³あたりのcm³の数(1000000)
\(200000 \div 1000000 = 0.2\,\mathrm{m^3}\)
考え方のポイント
体積の換算率は、長さの換算率の3乗になります。\(1\,\mathrm{m} = 100\,\mathrm{cm}\) なので、\(1\,\mathrm{m^3}\) は \(100 \times 100 \times 100\) で \(1000000\,\mathrm{cm^3}\) です。「100倍」でも「10000倍」でもなく100万倍なのが間違えやすいポイントです。 逆にm³からcm³へ直すときは1000000を掛けます。Lとの関係は \(1\,\mathrm{m^3} = 1000\,\mathrm{L}\) です。
カプセル形の体積は「円柱部分(πr²h)+ 両端の半球を合わせた球(4/3πr³)」の足し算で求められます。高さ h に半球部分を含めないこと、2乗と3乗を取り違えないことに注意してください。答えは入力した単位の3乗(cmならcm³)になります。

用語・記号の解説

記号

\(V\) ブイ 体積を表すのによく使われる記号。英語の volume(体積)の頭文字です。このページではカプセル全体の体積を表します。
\(V_1\)、\(V_2\) ブイいち、ブイに ブイワン、ブイツー 同じ種類の量(ここでは体積)が複数あるとき、右下に小さい番号(添え字)を付けて区別します。このページでは \(V_1\) が円柱部分の体積、\(V_2\) が両端の半球を合わせた球の体積です。
\(r\) アール 半径(円の中心から端までの長さ)。英語の radius(半径)の頭文字です。カプセル形では、円柱部分の断面の半径と両端の半球の半径が同じ \(r\) になります。直径の半分の長さです。
\(h\) エイチ 円柱部分の高さ(両端の半球を含まない、まっすぐな胴体部分の長さ)。英語の height(高さ)の頭文字です。カプセル全体の長さは \(h + 2r\) になります。
\(\pi\) パイ 円周率を表すギリシャ文字。円周 ÷ 直径の値で、\(3.14159\ldots\) と無限に続きます。小学校で使う「3.14」はこの近似値です。
\(r^2\)、\(r^3\) アールの2乗、アールの3乗 右上の小さい数字(指数)は「同じ数を何回掛けるか」を表します。\(r^2 = r \times r\)、\(r^3 = r \times r \times r\) です。円柱部分では2乗、球部分では3乗を使います。
\(\dfrac{4}{3}\) 3分の4 球の体積の公式に決まって出てくる係数(定数)。約1.33倍という意味で、球の体積が「半径と同じ長さの辺を3回掛けた \(r^3\) に \(\pi\) を掛けたもの」の \(\dfrac{4}{3}\) 倍になることを表します。
\(\mathrm{cm^3}\) 立方センチメートル 体積の単位。1辺1cmの立方体の体積が1cm³です。読み方は「りっぽうセンチメートル」で、1cm³ = 1mLの関係があります。
\(\mathrm{m^3}\) 立方メートル 体積の単位。1辺1mの立方体の体積が1m³です。\(1\,\mathrm{m^3} = 1000000\,\mathrm{cm^3} = 1000\,\mathrm{L}\) の関係があります。
\(\mathrm{L}\) リットル 体積(かさ)の単位。\(1\,\mathrm{L} = 1000\,\mathrm{cm^3} = 1000\,\mathrm{mL}\) です。飲み物や水の量でおなじみの単位です。

用語

カプセル形 カプセルがた 円柱の両端に半球を1つずつ付けた立体。薬のカプセルやガスの貯蔵タンクなどに見られる形です。ゲームやCG(コンピュータグラフィックス)の分野でも、当たり判定などに「カプセル」という名前でよく使われます。
半球 はんきゅう 球を中心を通る平面でちょうど半分に切った立体。カプセル形の両端に付いている丸い部分です。半球2つを合わせると球1個分になります。
円柱 えんちゅう 底面が円で、どこを輪切りにしても同じ大きさの円になる、まっすぐな立体。カプセル形の真ん中の胴体部分がこれにあたります。
球 きゅう ボールのように、中心からの距離がどこも等しい点の集まりでできた立体。体積は \(\dfrac{4}{3}\pi r^3\) で求められます。
体積 たいせき 立体の大きさ(かさ)を数で表したもの。「1辺1cmの立方体(1cm³)が何個分あるか」で測ります。
円周率 えんしゅうりつ 円周が直径の何倍かを表す数。どんな大きさの円でも同じ値になり、記号 \(\pi\) で表します(約3.14)。
単位換算 たんいかんさん 同じ量を別の単位で表し直すこと。体積の場合、長さの換算率(1m = 100cm)の3乗が体積の換算率(1m³ = 1000000cm³)になるのがポイントです。

前提として理解しておくといいこと

このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。

円の面積(小学6年)
  • 円の面積が「半径 × 半径 × 円周率」で求められること
  • 半径と直径の区別がつき、直径 ÷ 2 = 半径 に直せること
体積の意味と単位(小学5年)
  • 体積が「1辺1cmの立方体(1cm³)が何個分か」で表せることがわかること
  • cm³・m³・Lという単位を読み書きでき、\(1\,\mathrm{L} = 1000\,\mathrm{cm^3}\)、\(1\,\mathrm{m^3} = 1000000\,\mathrm{cm^3}\) の関係がわかること
角柱・円柱の体積(小学6年〜中学1年)
  • 柱体の体積が「底面積 × 高さ」で求められることがわかること
球の体積(中学1年)
  • 球の体積が \(\dfrac{4}{3}\pi r^3\)(4/3 × 円周率 × 半径の3乗)で求められることがわかること
  • 半球の体積が球の半分になることがわかること
円周率と文字式(中学1年)
  • 3.14の代わりに文字 \(\pi\) を使って、\(72\pi\) のように円周率を掛けないまま答えを表せること
指数(累乗)の意味(中学1年)
  • \(r^2 = r \times r\)、\(r^3 = r \times r \times r\) のように、右上の小さい数字が「掛ける回数」を表すことがわかること

Excelで計算する方法

Excelファイルをダウンロード
式ごとにシートが分かれたExcelファイルです。貼り付け場所を気にせず、開いてすぐ使えます。
下の表を丸ごとコピーして、ExcelのA1セルに貼り付けるとそのまま使えます。
「円柱と球に分けて足す」を求める表
円柱部分の体積 V1 113.1
両端の半球を合わせた球の体積 V2 113.1
カプセルの体積 =B1+B2
「円柱部分の体積」を求める表
半径 r 3
円柱部分の高さ h 4
円柱部分の体積(πr²h) =PI()*B1^2*B2
「両端の半球を合わせた球の体積」を求める表
半径 r 3
球の体積(4/3πr³) =4/3*PI()*B1^3
「カプセルの体積(1つの式で)」を求める表
半径 r 3
円柱部分の高さ h 4
カプセルの体積 =PI()*B1^2*B2+4/3*PI()*B1^3
「cm³からLへの単位換算」を求める表
cm³で表した体積 226.19
Lで表した体積 =B1/1000
「cm³からm³への単位換算」を求める表
cm³で表した体積 200000
m³で表した体積 =B1/1000000
貼り付けると、A列に項目名、B列に数値が入ります。上の行が入力欄で、最後の行の数式が入力欄の値を使って自動計算します。
数式の中の「PI()」は円周率π(3.14159…)を返すExcelの関数で、「B1」「B2」は「そのセルに入っている数値を使う」という意味、「*」は掛け算、「/」は割り算、「^」はべき乗(何回掛ける)の記号です。
例えば2つ目の表なら、B3に約113.097と表示されます(cmで入力したのでcm³)。3つ目の表はB2に約113.097、4つ目の表はB3に約226.195が出て、「円柱部分 + 球部分」(1つ目の表のB3。こちらは113.1と丸めた値同士を足すので226.2)とほぼ同じ値になることが確かめられます。5つ目の表はB2に0.22619、6つ目の表はB2に0.2が出ます。入力欄の数値を自分のカプセルの寸法に書き換えるだけで使えます。

Googleスプレッドシートで計算する方法

Excelファイルをダウンロード
上のExcelファイルをダウンロードし、Googleドライブにアップロードして開くと、そのままスプレッドシートとして使えます。
下の表を丸ごとコピーして、GoogleスプレッドシートのA1セルに貼り付けるとそのまま使えます。
「円柱と球に分けて足す」を求める表
円柱部分の体積 V1 113.1
両端の半球を合わせた球の体積 V2 113.1
カプセルの体積 =B1+B2
「円柱部分の体積」を求める表
半径 r 3
円柱部分の高さ h 4
円柱部分の体積(πr²h) =PI()*B1^2*B2
「両端の半球を合わせた球の体積」を求める表
半径 r 3
球の体積(4/3πr³) =4/3*PI()*B1^3
「カプセルの体積(1つの式で)」を求める表
半径 r 3
円柱部分の高さ h 4
カプセルの体積 =PI()*B1^2*B2+4/3*PI()*B1^3
「cm³からLへの単位換算」を求める表
cm³で表した体積 226.19
Lで表した体積 =B1/1000
「cm³からm³への単位換算」を求める表
cm³で表した体積 200000
m³で表した体積 =B1/1000000
Excelと同じ式(PI()関数を含む)がそのまま使えます。表を丸ごとコピーしてA1セルに貼り付け、入力欄の数値を自分のカプセルの寸法に書き換えてください。

Pythonで計算する方法

import math

radius = 3   # 半径(この例ではcm)
height = 4   # 円柱部分の高さ(両端の半球を含まない。半径と同じ単位で)

cylinder_volume = math.pi * radius ** 2 * height   # 円柱部分の体積(πr²h。この例ではcm3)
sphere_volume = 4 / 3 * math.pi * radius ** 3      # 両端の半球を合わせた球の体積(4/3πr³)
volume = cylinder_volume + sphere_volume           # カプセルの体積(入力単位の3乗)
volume_liter = volume / 1000                       # cmで入力した場合、L(リットル)に直した体積

print(f"円柱部分の体積: {cylinder_volume} cm3")
print(f"両端の半球を合わせた球の体積: {sphere_volume} cm3")
print(f"カプセルの体積: {volume} cm3")
print(f"Lに直すと: {volume_liter} L")
標準ライブラリだけで動きます。「math.pi」が円周率π、「**」がべき乗(2乗・3乗)、「*」が掛け算の記号です。先頭の半径と円柱部分の高さを書き換えて実行してください(cmで入力した場合の例です。mで入力したときは、体積はm³になり、cm³に直すには1000000を掛けます)。

数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)

カプセルの体積の考え方(円柱と球に分けて足す)
V = V₁ + V₂
V = V_{1} + V_{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>V</mi>
    <mo>=</mo>
    <msub><mi>V</mi><mn>1</mn></msub>
    <mo>+</mo>
    <msub><mi>V</mi><mn>2</mn></msub>
  </mrow>
</math>
V = V_1 + V_2
v1 + v2
V := V1 + V2;
V = V1 + V2;
V = V_1 + V_2
円柱部分の体積(もとになる式1)
V₁ = π × r² × h
V_{1} = \pi r^{2} h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>V</mi><mn>1</mn></msub>
    <mo>=</mo>
    <mi>&#x3C0;</mi>
    <mo>&#x2062;</mo>
    <msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
    <mo>&#x2062;</mo>
    <mi>h</mi>
  </mrow>
</math>
V_1 = pi r^2 h
Pi*r^2*h
V1 := Pi*r^2*h;
V1 = pi*r^2*h;
V_1 = πr^2 h
両端の半球を合わせた球の体積(もとになる式2)
V₂ = 4/3 × π × r³
V_{2} = \dfrac{4}{3}\pi r^{3}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>V</mi><mn>2</mn></msub>
    <mo>=</mo>
    <mfrac><mn>4</mn><mn>3</mn></mfrac>
    <mo>&#x2062;</mo>
    <mi>&#x3C0;</mi>
    <mo>&#x2062;</mo>
    <msup><mi>r</mi><mn>3</mn></msup>
  </mrow>
</math>
V_2 = 4/3 pi r^3
4/3*Pi*r^3
V2 := (4/3)*Pi*r^3;
V2 = 4/3*pi*r^3;
V_2 = (4/3)πr^3
カプセルの体積(1つの式にまとめる)
V = π × r² × h + 4/3 × π × r³
V = \pi r^{2} h + \dfrac{4}{3}\pi r^{3}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>V</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>&#x3C0;</mi>
    <mo>&#x2062;</mo>
    <msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
    <mo>&#x2062;</mo>
    <mi>h</mi>
    <mo>+</mo>
    <mfrac><mn>4</mn><mn>3</mn></mfrac>
    <mo>&#x2062;</mo>
    <mi>&#x3C0;</mi>
    <mo>&#x2062;</mo>
    <msup><mi>r</mi><mn>3</mn></msup>
  </mrow>
</math>
V = pi r^2 h + 4/3 pi r^3
Pi*r^2*h + 4/3*Pi*r^3
V := Pi*r^2*h + (4/3)*Pi*r^3;
V = pi*r^2*h + 4/3*pi*r^3;
V = πr^2 h + (4/3)πr^3
体積の単位換算(cm³ → L)
V[L] = V[cm³] ÷ 1000
V_{\mathrm{L}} = V_{\mathrm{cm^3}} \div 1000
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>V</mi><mi mathvariant="normal">L</mi></msub>
    <mo>=</mo>
    <msub><mi>V</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">cm</mi><mn>3</mn></msup></mrow></msub>
    <mo>&#xF7;</mo>
    <mn>1000</mn>
  </mrow>
</math>
V_L = V_(cm^3) -: 1000
vCm3/1000
vL := vCm3/1000;
v_liter = v_cm3/1000;
V(L) = V(cm³)/1000
体積の単位換算(cm³ → m³)
V[m³] = V[cm³] ÷ 1000000
V_{\mathrm{m^3}} = V_{\mathrm{cm^3}} \div 1000000
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>V</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">m</mi><mn>3</mn></msup></mrow></msub>
    <mo>=</mo>
    <msub><mi>V</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">cm</mi><mn>3</mn></msup></mrow></msub>
    <mo>&#xF7;</mo>
    <mn>1000000</mn>
  </mrow>
</math>
V_(m^3) = V_(cm^3) -: 1000000
vCm3/1000000
vM3 := vCm3/1000000;
v_m3 = v_cm3/1000000;
V(m³) = V(cm³)/1000000

ChatGPT に聞いて計算してもらう方法

あなたは算数・数学の計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。

半径3cm、円柱部分の高さ4cmのカプセル形(円柱の両端に半球が付いた立体)があります。
次の値をそれぞれ求めてください。
1. 円柱部分の体積は何cm³か
2. 両端の半球を合わせた球の体積は何cm³か
3. カプセル全体の体積は何cm³か
4. その体積をL(リットル)に直すといくつか

計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。

計算ドリル(演習問題)

このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。


使い方
  1. 1
    数値を入力
    計算したい数値を入力欄に入力します
  2. 2
    計算
    「計算する」ボタンを押します
  3. 3
    結果を確認
    計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
  DataChefの特徴
簡単・無料
無料で回数無制限の変換
専門知識不要、直感的で簡単な操作
会員登録不要
アクセス直後に利用可能
個人情報を登録することなく使用できます
安全・安心
通信を高度に暗号化
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
高速
ストレスのない快適な表示速度・変換速度
透かしなし
ウォーターマークなし
クレジット表記不要
商用利用可能
無料で商用利用可能
商用利用許諾の連絡も不要です