円錐台(バケツのように、上下が平行な円で側面がすぼまった立体)の上の円の半径・下の円の半径・高さを入力してください。体積と、L(リットル)への換算も表示します。
このページでできること
- 上の円の半径・下の円の半径・高さの3つを入れるだけで、円錐台(バケツやプリンカップのような形)の体積がその場でわかります
- 体積のL(リットル)への換算も同時に表示します(cmで入力したとき・mで入力したとき)
- 計算した円錐台は、マウスでドラッグして回せる3Dの図でも確認できます
- 片方の半径に0を入れれば円錐、上下に同じ半径を入れれば円柱の体積の計算にもそのまま使えます
- 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
この計算は何の役に立つ?
バケツは大抵、上が広く底がせまい円錐台です。上のふちの半径15cm・底の半径10cm・深さ25cmのバケツなら、体積は約12435cm³で、Lに直すと約12.4Lです。
「12L」と表示されたバケツの実寸を測るとほぼこの通りになります。掃除や水やりで「何杯くめば何Lか」を見積もったり、表示のない容器のおよその容量を知りたいときに、そのまま使える計算です(実際の容器は満杯まで入れないので、使える量は計算値より少なめに見ておくと安心です)。
植木鉢も典型的な円錐台です。上の半径12cm・底の半径8cm・高さ20cmの鉢なら、体積は約6367cm³=約6.4L。市販の培養土は5Lや14Lなどの袋で売られているので、鉢の数と合わせれば「何袋買えばよいか」を買う前に計算できます。
鉢の縁いっぱいまでは土を入れない(ウォータースペースを残す)ので、実際に使う量は計算値の8〜9割ほどを目安にします。
紙コップは上が広い円錐台です。上の半径3.6cm・底の半径2.3cm・高さ8cmのコップなら、体積は約222cm³(=約222mL)。飲み物は縁より下までしか注がないので、「満杯222mL・適正205mL」のように、この式が容器の容量設計や表示の根拠になっています。
プリンカップ・ヨーグルト容器・計量カップなど、円錐台の食品容器の内容量はみなこの計算です。
トラックで運ばれてきた砂や砕石の山は、ほぼ円錐(=上の半径が0の円錐台)の形に積み上がります。底の半径2m・高さ1.5mの砂山なら、体積は約6.3m³です。
工事や造園では、この見積もりから「ダンプ何台分か」「購入量が足りるか」を判断します。実際の山はきれいな円錐ではないので、あくまで概算として使われます。
工場で粉や穀物をためて下から少しずつ出す「ホッパー」の下部は、逆さにした円錐台です。上の半径1m・下の半径0.2m・高さ1.2mの部分なら、容量は約1.56m³(約1560L)です。
設備の設計では、この式で貯められる量を計算して、タンクの大きさや補充の頻度を決めています。サイロ・じょうご・排水枡など、円錐台は工業設備のいたるところに現れます。
式と図
用語・記号の解説
記号
| \(r\) | アール(小文字) | 上の円(上面)の半径。英語の radius(半径)の頭文字です。このページでは小さい方の面とは限らず「上の面」の半径を表します。 |
| \(R\) | アール(大文字) | 下の円(底面)の半径。上の半径 \(r\) と区別するために大文字で書きます。 |
| \(h\) | エイチ | 円錐台の高さ。英語の height(高さ)の頭文字です。上の円から下の円までの垂直な距離で、斜めの側面の長さではありません。 |
| \(\pi\) | パイ | 円周率。円周が直径の何倍かを表す数で、\(3.14159265\ldots\) とどこまでも続く小数です。小学校の算数では3.14として計算します。 |
| \(r^2\) | 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。 |
| \(V\) | 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。 |
| \(\mathrm{cm^3}\) | 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」です。 |
| \(\mathrm{L}\) | リットル | 水などの量(容積)でよく使う体積の単位。\(1\,\mathrm{L} = 1000\,\mathrm{cm^3}\)、\(1\,\mathrm{m^3} = 1000\,\mathrm{L}\) の関係があります。 |
用語
| 円錐台 | えんすいだい | 円錐を底面に平行な平面で切って、頂点のある側を取り除いた立体。上下が大きさの違う平行な円で、側面がすぼまっています。バケツ・植木鉢・紙コップ・プリンなど、身の回りにとても多い形です。 |
| 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とがっていく立体。ソフトクリームのコーンの形です。円錐台のもとになる立体です。 |
| 底面 | ていめん | 立体の底になっている面。円錐台では下の円を指します(上の円は「上面」と呼びます)。 |
| 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。 |
| 相似 | そうじ | 形が同じで大きさだけが違う関係。式2で「大きい円錐の高さ」を求めるときに、半径の比と高さの比が等しいことを使います。 |
| 錐体 | すいたい | 円錐や角錐のような、底面から頂点に向かってとがる立体をまとめた呼び名。錐体の体積には共通して「底面積 × 高さ ÷ 3」の「÷3」が現れ、円錐台の公式の「÷3」もここから来ています。 |
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。
| 円の面積・円周率(小学5〜6年) |
|
| 体積の意味と単位(小学5年) |
|
| 累乗・指数(中学1年) |
|
| 円柱・円錐の体積(中学1年) |
|
| 相似な図形(中学3年) |
|
Excelで計算する方法
| 上の円の半径 r | 15 |
| 下の円の半径 R | 10 |
| 高さ h | 25 |
| 円錐台の体積 | =(B1^2+B1*B2+B2^2)*PI()*B3/3 |
| 大きい円錐の底面の半径 | 2 |
| 大きい円錐の高さ | 6 |
| 小さい円錐の底面の半径 | 1 |
| 小さい円錐の高さ | 3 |
| 大きい円錐の体積 | =B1^2*PI()*B2/3 |
| 小さい円錐の体積 | =B3^2*PI()*B4/3 |
| 円錐台の体積 | =B5-B6 |
| cm³で表した体積 | 12435.47 |
| 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、「*」は掛け算、「/」は割り算、「^2」は2乗、「PI()」は円周率(3.14159…)を表すExcelの関数です。
例えば1つ目の表なら、B4に約12435.47と表示されます(cmで入力したのでcm³)。2つ目の表はB7に約21.99、3つ目の表はB2に約12.44が出ます。入力欄の数値を自分の長さ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
| 上の円の半径 r | 15 |
| 下の円の半径 R | 10 |
| 高さ h | 25 |
| 円錐台の体積 | =(B1^2+B1*B2+B2^2)*PI()*B3/3 |
| 大きい円錐の底面の半径 | 2 |
| 大きい円錐の高さ | 6 |
| 小さい円錐の底面の半径 | 1 |
| 小さい円錐の高さ | 3 |
| 大きい円錐の体積 | =B1^2*PI()*B2/3 |
| 小さい円錐の体積 | =B3^2*PI()*B4/3 |
| 円錐台の体積 | =B5-B6 |
| cm³で表した体積 | 12435.47 |
| Lで表した体積 | =B1/1000 |
Pythonで計算する方法
import math
radius_top = 15 # 上の円(上面)の半径
radius_bottom = 10 # 下の円(底面)の半径
height = 25 # 高さ(半径と同じ単位で)
volume = (radius_top**2 + radius_top*radius_bottom + radius_bottom**2) * math.pi * height / 3
liter = volume / 1000 # cmで入力した場合、L(リットル)に直した体積
print(f"円錐台の体積: {volume} cm3")
print(f"Lに直すと: {liter} L")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
V = (1/3)πh(r² + rR + R²)
V = \frac{1}{3}\pi h \left( r^{2} + rR + R^{2} \right)
<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>
<mi>h</mi>
<mo>(</mo>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<mi>r</mi>
<mi>R</mi>
<mo>+</mo>
<msup><mi>R</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
</math>
V = (1/3) pi h (r^2 + r R + R^2)
Pi*h*(r^2 + r*R + R^2)/3
V := Pi*h*(r^2 + r*R + R^2)/3;
V = pi*h*(r^2 + r*R + R^2)/3;
V = (1/3)πh(r^2 + rR + R^2)
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
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)。 上の円の半径15cm、下の円の半径10cm、高さ25cmの円錐台(バケツのような形)があります。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. この円錐台の体積は何cm³か(公式 V = (1/3)πh(r² + rR + R²) を使う) 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。
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
