円錐の底面の半径と高さを入力してください。体積(1/3 × π × 半径² × 高さ)と、同じ底面・同じ高さの円柱の体積、cm³・L・m³の単位換算も表示します。
このページでできること
- 底面の半径と高さを入れるだけで、円錐の体積(体積 = \(\dfrac{1}{3}\) × 円周率 × 半径² × 高さ)がその場でわかります
- 計算結果は3D図形でも表示され、マウスでぐるっと回して、どの長さがどこの寸法かを目で確かめられます
- 同じ底面・同じ高さの円柱の体積との比較(円錐はちょうど3分の1)も表示するので、公式の意味が実感できます
- 体積の単位換算(cmで入力したときのL・m³)も同時に表示します
- 「なぜ3分の1なのか」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
この計算は何の役に立つ?
ソフトクリームやアイスのコーン部分は円錐です。縁の半径3cm、深さ10cmのコーンなら、中にすりきりで入る量は \(\dfrac{1}{3} \times \pi \times 3^2 \times 10 \fallingdotseq 94\,\mathrm{cm^3}\)(約94mL)。
「上に盛った部分を除くと、コーンの中身は意外と少ない」ことが数字でわかります。円錐形の容器・チョコ・クレープなど、食べ物には円錐がたくさん登場します。
ウォーターサーバーの横に置いてある円錐形の紙コップ(三角コップ)は、縁の半径3.5cm、深さ9cmくらいのものが多く、容量は \(\dfrac{1}{3} \times \pi \times 3.5^2 \times 9 \fallingdotseq 115\,\mathrm{cm^3}\)(約115mL)。
「1人1杯で何人分の水が用意できるか」のような見積もりが、この式一つでできます。
円錐形のコーヒードリッパーの内側は、おおよそ縁の半径5cm、深さ8cmの円錐とみなせます。すりきりの容量は \(\dfrac{1}{3} \times \pi \times 5^2 \times 8 \fallingdotseq 209\,\mathrm{cm^3}\)(約210mL)。
「一度に注いでよいお湯はどれくらいか」「2杯分を一度に淹れられるか」の目安が計算できます。
砂や砕石をトラックからおろすと、自然に円錐に近い山になります(崩れずに保てる斜面の角度を安息角といいます)。山のすその半径が1.5m、高さが1mなら、量はおよそ \(\dfrac{1}{3} \times \pi \times 1.5^2 \times 1 \fallingdotseq 2.4\,\mathrm{m^3}\) です。
きれいな円錐になるとは限らないので概算ですが、工事現場や造園では「運搬に何台必要か」「置き場に収まるか」をこの式で素早く見積もります。
富士山のような成層火山は、円錐に近い形をしています。すその半径を約20km、周りの土地からの高さを約3.3kmとして円錐とみなすと、体積は \(\dfrac{1}{3} \times \pi \times 20^2 \times 3.3 \fallingdotseq 1400\,\mathrm{km^3}\) 規模。
実際の山はきれいな円錐ではないのであくまで概算ですが、火山の研究でも山体の体積はこうした立体の近似から見積もられます。
式と図
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です。英語の volume(体積)の頭文字で、このページでは円錐の体積を表します。 |
| \(r\) | アール | 底面の円の半径。英語の radius(半径)の頭文字です。円の中心から縁までの長さで、直径の半分にあたります。 |
| \(h\) | エイチ | 円錐の高さ。英語の height(高さ)の頭文字です。底面から頂点まで垂直に測った長さで、斜面に沿った長さ(母線)とは区別します。 |
| \(r^2\) | アールの2乗 | 同じ数 \(r\) を2回掛け合わせた値(\(r \times r\))。右上の小さい2は「2回掛ける」という意味の指数です。 |
| \(\pi\) | パイ | 円周率。円周が直径の何倍かを表す数で、およそ3.14159…とどこまでも続く小数です。小学校では3.14で計算し、中学からは文字 \(\pi\) のまま式に残します。 |
| \(\mathrm{cm^3}\) | 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、面積のcm²(平方センチメートル)と区別します。 |
| \(\mathrm{m^3}\) | 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 | 飲み物などでおなじみの体積(容積)の単位。1辺10cmの立方体の体積が1Lで、\(1\,\mathrm{L} = 1000\,\mathrm{cm^3} = 1000\,\mathrm{mL}\) です。 |
用語
| 円錐 | えんすい | 底面が円で、そこから1つの頂点に向かってなめらかに細くなっていく立体。アイスのコーン・とんがり帽子・パイロン(三角コーン)などが円錐の形です。 |
| 直円錐 | ちょくえんすい | 頂点が底面の円の中心の真上にある円錐。中学までの教科書に出てくる円錐は普通これを指し、この計算機も直円錐を扱います。頂点が中心の真上にない円錐は「斜円錐(しゃえんすい)」といいます。 |
| 底面 | ていめん | 円錐の底になっている円のこと。その面積(円錐では \(\pi r^2\))を底面積(ていめんせき)といいます。 |
| 頂点 | ちょうてん | 円錐のとがった先の点。高さは、この頂点から底面に垂直におろした長さで測ります。 |
| 母線 | ぼせん | 頂点から底面の円の縁までを、斜面に沿ってまっすぐ結んだ線分。長さは三平方の定理で \(\sqrt{r^2 + h^2}\) と求められます。高さと混同しやすいので注意しましょう。 |
| 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 | 円周の長さが直径の何倍かを表す数(約3.14)。円や円錐・円柱のように「円」がからむ図形の計算には必ず登場します。 |
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。
| 体積の意味と単位(小学5年) |
|
| 円の面積(小学6年) |
|
| 文字式と円周率π(中学1年) |
|
| 空間図形(中学1年) |
|
| 小数の掛け算・割り算(小学5年) |
|
Excelで計算する方法
| 底面の半径 | 3 |
| 高さ | 10 |
| 円錐の体積 | =PI()*B1^2*B2/3 |
| 底面の半径 | 3 |
| 高さ | 10 |
| 同じ底面・同じ高さの円柱の体積 | =PI()*B1^2*B2 |
| 円錐の体積(円柱の3分の1) | =B3/3 |
| cm³で表した体積 | 94.25 |
| Lで表した体積 | =B1/1000 |
数式の中の「B1」「B2」は「そのセルに入っている数値を使う」という意味で、「PI()」は円周率(3.14159…)、「^」はべき乗(何回掛ける)、「*」は掛け算、「/」は割り算の記号です。
例えば1つ目の表なら、B3に約94.25(= 1/3 × π × 3² × 10)と表示されます(cmで入力したのでcm³)。2つ目の表はB3に約282.74、B4にその3分の1の約94.25が出て、円錐=円柱の3分の1が確かめられます。3つ目の表はB2に0.09425が出ます。入力欄の数値を自分の円錐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
| 底面の半径 | 3 |
| 高さ | 10 |
| 円錐の体積 | =PI()*B1^2*B2/3 |
| 底面の半径 | 3 |
| 高さ | 10 |
| 同じ底面・同じ高さの円柱の体積 | =PI()*B1^2*B2 |
| 円錐の体積(円柱の3分の1) | =B3/3 |
| cm³で表した体積 | 94.25 |
| Lで表した体積 | =B1/1000 |
Pythonで計算する方法
import math
radius = 3 # 底面の半径(この例ではcm)
height = 10 # 高さ(半径と同じ単位で)
volume = math.pi * radius ** 2 * height / 3 # 円錐の体積(入力単位の3乗。この例ではcm3)
volume_l = volume / 1000 # cmで入力した場合、L(リットル)に直した体積
print(f"円錐の体積: {volume} cm3")
print(f"Lに直すと: {volume_l} L")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
V = (1/3)πr²h
V = \frac{1}{3} \pi r^{2} h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mn>1</mn><mn>3</mn></mfrac>
<mi>π</mi>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
V = 1/3 pi r^2 h
Pi*r^2*h/3
V := (1/3)*Pi*r^2*h;
V = (1/3)*pi*r^2*h;
V = (1/3)πr^2 h
V = πr²h ÷ 3
V = \frac{\pi r^{2} h}{3}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>π</mi><msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup><mi>h</mi></mrow>
<mn>3</mn>
</mfrac>
</mrow>
</math>
V = (pi r^2 h)/3
Pi*r^2*h/3
V := Pi*r^2*h/3;
V = pi*r^2*h/3;
V = πr^2 h/3
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>÷</mo>
<mn>1000</mn>
</mrow>
</math>
V_(L) = V_(cm^3) -: 1000
vCm3/1000
vL := vCm3/1000;
v_l = v_cm3/1000;
V(L) = V(cm³)/1000
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)。 底面の半径3cm、高さ10cmの円錐があります。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. この円錐の体積は何cm³か(V = 1/3 × π × 半径² × 高さ) 2. 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。
円周率は、問題の指示にしたがって \(\pi\) のまま残すか、3.14として計算しましょう。答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
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
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
