円柱の底面の半径と高さを入力してください。体積(V = πr²h)と底面積、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、円柱の体積(\(V = \pi r^2 h\))がその場でわかります
- 底面積(\(\pi r^2\))と、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
- 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
- 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?
直径22cm(半径11cm)・深さ15cmの鍋に入る量は \(\pi \times 11^2 \times 15 \fallingdotseq 5702\,\mathrm{cm^3}\)、つまり約5.7Lです(実際はふちまで入れないので、使える量はその8割ほどです)。
「レシピの水2Lとゆで麺がこの鍋に入るか」「このタンブラーは350mL缶1本分入るか」を、買う前・作る前に数字で確かめられます。
半径0.3m・高さ1mの円柱形の雨水タンクには \(\pi \times 0.3^2 \times 1 \fallingdotseq 0.283\,\mathrm{m^3}\)、つまり約283Lの水がためられます。
雨水は飲み水には向きませんが、断水時のトイレや掃除・散水に使う生活用水は1人1日10〜20Lほど必要とされるので、283Lあれば4人家族の生活用水の数日分。断水への備えがどれくらいになるかを、タンクの寸法から見積もれます。
木材の取引は「材積」(体積、m³単位)が基本です。直径30cm(半径0.15m)・長さ4mの丸太を円柱とみなすと、材積は \(\pi \times 0.15^2 \times 4 \fallingdotseq 0.283\,\mathrm{m^3}\) です。
実際の丸太は先に向かって細くなるため、実務では末口二乗法という簡便な式などで計算されますが、その土台にあるのはこの円柱の体積の考え方です。
直径40cm(半径0.2m)・深さ3mの円柱形の穴に杭をつくるのに必要な生コンクリートは、1本あたり \(\pi \times 0.2^2 \times 3 \fallingdotseq 0.377\,\mathrm{m^3}\) で、10本なら約3.8m³です。
生コンはm³単位で注文するため、現場ではこの式で必要量を見積もって手配します。足りないと工事が止まり、余ると廃棄費用がかかるので、体積計算が直接お金に関わります。
直径15cm(半径7.5cm)・高さ6cmの丸型の容積は \(\pi \times 7.5^2 \times 6 \fallingdotseq 1060\,\mathrm{cm^3}\)(約1.1L)です。
レシピと手持ちの型のサイズが違うとき、材料は体積の比で増減します。同じ高さなら15cm型→18cm型で \((9 \div 7.5)^2 = 1.44\) 倍。「レシピの1.4倍量にする」という判断が、勘ではなく計算でできます。
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。英語の volume(体積)の頭文字です。 |
| \(r\) | アール | 底面の円の半径(中心から端までの長さ)。英語の radius(半径)の頭文字です。直径の半分の長さになります。 |
| \(h\) | エイチ | 円柱の高さ(底面から上の面までのまっすぐな長さ)。英語の height(高さ)の頭文字です。 |
| \(\pi\) | 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。 |
| \(r^2\) | 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。 |
| \(S\) | エス | 面積を表すのによく使われる記号。このページでは底面積(底面の円の面積 \(\pi r^2\))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
| 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。缶づめ・ドラム缶・トイレットペーパーの芯など、身の回りにたくさんあります。 |
| 底面 | ていめん | 柱体の上下にある面。円柱では、上と下に同じ大きさの円が2つあり、どちらも底面と呼びます。 |
| 底面積 | ていめんせき | 底面の面積のこと。円柱では底面が円なので、底面積は円の面積の式 \(\pi r^2\)(半径 × 半径 × 円周率)で求めます。 |
| 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。 |
| 柱体 | ちゅうたい | 同じ形の底面をまっすぐ積み上げた形の立体の総称(円柱や、三角柱・四角柱などの角柱)。どの柱体も「体積 = 底面積 × 高さ」で求められます。 |
| 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) |
|
| 体積の意味と単位(小学5年) |
|
| 角柱・円柱の体積(小学6年〜中学1年) |
|
| 円周率と文字式(中学1年) |
|
| 小数の掛け算(小学5年) |
|
Excelで計算する方法
| 底面の半径 r | 3 |
| 高さ h | 4 |
| 円柱の体積 | =PI()*B1^2*B2 |
| 底面の半径 r | 3 |
| 底面積(πr²) | =PI()*B1^2 |
| 高さ h | 4 |
| 円柱の体積 | =B2*B3 |
| cm³で表した体積 | 113.1 |
| Lで表した体積 | =B1/1000 |
| cm³で表した体積 | 200000 |
| m³で表した体積 | =B1/1000000 |
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1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)。2つ目の表はB4に同じ値、3つ目の表はB2に0.1131、4つ目の表はB2に0.2が出ます。入力欄の数値を自分の円柱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 r | 3 |
| 高さ h | 4 |
| 円柱の体積 | =PI()*B1^2*B2 |
| 底面の半径 r | 3 |
| 底面積(πr²) | =PI()*B1^2 |
| 高さ h | 4 |
| 円柱の体積 | =B2*B3 |
| cm³で表した体積 | 113.1 |
| Lで表した体積 | =B1/1000 |
| cm³で表した体積 | 200000 |
| m³で表した体積 | =B1/1000000 |
Pythonで計算する方法
import math
radius = 3 # 底面の半径(この例ではcm)
height = 4 # 高さ(半径と同じ単位で)
base_area = math.pi * radius ** 2 # 底面積(底面の円の面積。この例ではcm2)
volume = base_area * height # 円柱の体積(入力単位の3乗。この例ではcm3)
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"底面積: {base_area} cm2")
print(f"円柱の体積: {volume} cm3")
print(f"Lに直すと: {volume_liter} L")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
V = π × r² × h
V = \pi r^{2} h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>⁢</mo>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
V = pi r^2 h
Pi*r^2*h
V := Pi*r^2*h;
V = pi*r^2*h;
V = πr^2 h
V = S × h
V = S \times h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mi>S</mi>
<mo>×</mo>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
V = S xx h
S*h
V := S*h;
V = S*h;
V = S × h
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_liter = v_cm3/1000;
V(L) = V(cm³)/1000
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>÷</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)。 底面の半径3cm、高さ4cmの円柱があります。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. 底面積は何cm²か 2. 円柱の体積は何cm³か 3. 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
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クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
