Geben Sie den Radius der Grundfläche und die Höhe des Kegels ein. Angezeigt werden der Oberflächeninhalt (Grundfläche + Mantelfläche), seine Aufteilung in Grund- und Mantelfläche und die Länge der Mantellinie.
Inhaltsverzeichnis
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Was Sie auf dieser Seite tun können
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Wofür ist diese Berechnung nützlich?
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Anleitung
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Formeln und Abbildungen
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Symbole und Begriffe
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Was Sie vorab wissen sollten
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Mit Excel berechnen
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Mit Google Tabellen berechnen
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Mit Python berechnen
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Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
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Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle NumberChef-Rechner
Was Sie auf dieser Seite tun können
- Geben Sie den Radius der Grundfläche und die Höhe ein, und Sie sehen sofort den Oberflächeninhalt des Kegels (Oberflächeninhalt = Grundfläche \(\pi r^2\) + Mantelfläche \(\pi r l\))
- Die Aufteilung in Grundfläche und Mantelfläche sowie die Länge der Mantellinie \(l = \sqrt{r^2 + h^2}\) werden gleich mit angezeigt
- Das Ergebnis wird auch als 3D-Figur dargestellt. Drehen Sie sie mit der Maus, um zu sehen, welche Länge welches Maß ist
- Eine verständliche Erklärung, warum die Mantelfläche \(\pi r l\) beträgt, sowie Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python finden Sie ebenfalls auf dieser Seite
Wofür ist diese Berechnung nützlich?
Ein Partyhut oder ein Bastelkegel besteht nur aus der Seite, ohne Boden: Das nötige Papier lässt sich daher mit der Mantelfläche \(\pi r l\) abschätzen. Bei einem Hut mit 8 cm Radius am Rand und 20 cm Höhe ist die Mantellinie \(\sqrt{8^2 + 20^2} \approx 21{,}5\,\mathrm{cm}\) lang und die Mantelfläche \(\pi \times 8 \times 21{,}5 \approx 540\,\mathrm{cm^2}\).
Dazu kommen die Klebelasche und der Verschnitt, planen Sie also etwas mehr Papier ein. Genau dafür ist die Formel da: Sie können das Material vor dem Anfangen beziffern.
Bei kegelförmigen Dächern, etwa auf Türmen von Schlössern (Turmdächern), Pavillons oder Silos, schätzt man die nötige Menge an Dacheindeckung (Zinkblech, Schiefer oder Ziegel) mit der Mantelfläche. Bei einem Dach mit 3 m Radius an der Grundfläche und 2 m Höhe ist die Mantellinie \(\sqrt{3^2 + 2^2} \approx 3{,}61\,\mathrm{m}\) lang und die Mantelfläche \(\pi \times 3 \times 3{,}61 \approx 34\,\mathrm{m^2}\).
Auf einer echten Baustelle machen Überlappungen und Verschnitt einen Aufschlag auf diese Zahl nötig. Diese Formel ist die Grundlage des Angebots.
Bei einem kegelförmigen Zelt mit einer Mittelstange (Tipi-Zelt) entspricht der Stoff der Wände ungefähr der Mantelfläche und der Zeltboden der Grundfläche. Bei 2 m Radius am Boden und 2,5 m Höhe sind die Wände etwa \(20\,\mathrm{m^2}\) groß, der Boden \(\pi \times 2^2 \approx 12{,}6\,\mathrm{m^2}\), zusammen also etwa \(33\,\mathrm{m^2}\).
Ein echtes Zelt hat Nähte und eine Tür, das Ergebnis ist also nur eine Schätzung. Sie reicht aber, um das Gewicht des Stoffs abzuschätzen oder zu wissen, ob eine Dose Imprägnierspray genügt.
Beim Verzinken oder Lackieren von Metallteilen hängt die nötige Menge an Material vor allem von der zu behandelnden Fläche ab: Ein Angebot beginnt deshalb mit dieser Rechnung. Bei einem kegelförmigen Bauteil mit 2 cm Radius und 5 cm Höhe ist der Oberflächeninhalt \(\pi \times 2 \times (2 + \sqrt{2^2 + 5^2}) \approx 46\,\mathrm{cm^2}\).
Besteht ein Teil aus Zylindern und Kegeln, addiert man mit Formeln wie dieser die Flächeninhalte der einzelnen Teile, um die Kosten der Behandlung und die Lackmenge zu berechnen.
Die Eiswaffel ist der Kegel schlechthin. Bei einer Waffel mit 3 cm Radius am Rand und 10 cm Tiefe ist die Mantellinie \(\sqrt{3^2 + 10^2} \approx 10{,}4\,\mathrm{cm}\) lang und die Mantelfläche \(\pi \times 3 \times 10{,}4 \approx 98\,\mathrm{cm^2}\).
Diese Mantelfläche gibt eine Vorstellung davon, wie viel Teig für die Waffel ausgerollt werden muss oder wie groß das Papier drum herum ist. Wissen Sie außerdem, dass sie sich zu einem Kreissektor abwickeln lässt, können Sie sogar die Schablone dafür zeichnen.
Formeln und Abbildungen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(S\) | S | Ein häufiger Buchstabe für einen Flächeninhalt. Auf dieser Seite steht er für den Oberflächeninhalt des Kegels (deutsche Schulbücher schreiben dafür meist \(O\)). |
| \(r\) | r | Der Radius des Grundkreises, dessen Anfangsbuchstabe er ist. Er ist die Länge vom Mittelpunkt des Kreises bis zum Rand, also halb so lang wie der Durchmesser. |
| \(h\) | h | Die Höhe des Kegels (h wie „Höhe“). Sie wird von der Grundfläche bis zur Spitze senkrecht gemessen und ist nicht die Länge entlang der Seite (die Mantellinie). |
| \(l\) | l | Die Länge der Mantellinie des Kegels (deutsche Schulbücher schreiben dafür meist \(s\)). Sie ist die Länge entlang der Seite, von der Spitze bis zum Rand der Grundfläche, und es gilt \(l = \sqrt{r^2 + h^2}\). |
| \(r^2\) | r Quadrat | Die Zahl \(r\) mit sich selbst multipliziert (\(r \times r\)). Die kleine 2 oben rechts ist ein Exponent und bedeutet „zweimal als Faktor“. |
| \(\pi\) | Pi | Die Kreiszahl, das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises. Ihre Nachkommastellen hören nie auf: \(3{,}14159\ldots\). In der Grundschule und Unterstufe rechnet man mit 3,14, später lässt man den Buchstaben \(\pi\) im Ergebnis stehen. |
| \(\sqrt{\phantom{x}}\) | Wurzel (Wurzelzeichen) | Das Zeichen für die Quadratwurzel. \(\sqrt{25}\) ist die positive Zahl, die quadriert 25 ergibt, also 5. Es kann auch eine Zahl mit endlos vielen Nachkommastellen herauskommen, wie bei \(\sqrt{2}\) (etwa 1,414). |
| \(\mathrm{cm^2}\) | Quadratzentimeter | Eine Einheit für den Flächeninhalt. Ein Quadrat mit 1 cm Seitenlänge hat einen Flächeninhalt von 1 cm². Verwechseln Sie sie nicht mit cm³ (Kubikzentimeter), der Einheit für das Volumen. |
| \(\mathrm{m^2}\) | Quadratmeter | Eine Einheit für den Flächeninhalt. Ein Quadrat mit 1 m Seitenlänge hat einen Flächeninhalt von 1 m², und \(1\,\mathrm{m^2} = 100 \times 100 = 10.000\,\mathrm{cm^2}\) (Achtung: nicht 100). |
Begriffe
| Kegel | Ein Körper mit einem Kreis als Grundfläche, der sich gleichmäßig zu einem einzigen Punkt verjüngt. Eiswaffeln, Partyhütchen und Leitkegel auf der Straße haben die Form eines Kegels. |
| gerader Kreiskegel | Ein Kegel, dessen Spitze genau über dem Mittelpunkt des Grundkreises liegt (er entsteht, wenn man ein rechtwinkliges Dreieck um eine Kathete dreht). Meist ist mit „Kegel“ in Schulbüchern dieser gemeint, und ihn behandelt auch dieser Rechner. Liegt die Spitze nicht über dem Mittelpunkt, spricht man von einem schiefen Kegel. |
| Oberflächeninhalt | Der Flächeninhalt der gesamten Oberfläche eines Körpers (man sagt auch kurz die Oberfläche). Beim Kegel ist es der Flächeninhalt der Grundfläche (ein Kreis) plus der Mantelfläche (ein Kreissektor). Man braucht ihn, um zu wissen, wie viel man zum Bedecken einer Fläche braucht: Farbmenge, Größe des Geschenkpapiers … |
| Grundfläche | Die Fläche, auf der ein Körper steht, bzw. ihr Flächeninhalt. Die Grundfläche eines Kegels ist ein Kreis, ihr Flächeninhalt ist also nach der Formel für den Kreisinhalt \(\pi r^2\) (in Schulbüchern meist \(G\)). |
| Mantelfläche | Der Flächeninhalt der Seite eines Körpers (des Mantels), ohne Grund- und Deckfläche (meist \(M\)). Die Seite eines Kegels lässt sich zu einem Kreissektor abwickeln, und ihr Flächeninhalt ist \(\pi r l\) (π · Radius · Mantellinie). |
| Mantellinie | Die Strecke, die die Spitze des Kegels gerade entlang der Seite mit dem Rand des Grundkreises verbindet. Nach dem Satz des Pythagoras ist ihre Länge \(\sqrt{r^2 + h^2}\). Verwechseln Sie sie nicht mit der Höhe. |
| Netz | Die ebene Figur, die entsteht, wenn man einen Körper aufschneidet und flach hinlegt. Das Netz eines Kegels besteht aus zwei Teilen, dem Grundkreis und einem Kreissektor für die Seite. Der Oberflächeninhalt ist gleich dem Flächeninhalt des Netzes. |
| Kreissektor | Ein Teil des Kreises, der von zwei Radien ausgeschnitten wird, in der Form eines Fächers oder Tortenstücks. Die Seite eines Kegels lässt sich zu einem Kreissektor abwickeln, dessen Radius die Mantellinie \(l\) ist. |
| Kreisbogen | Der gekrümmte Rand eines Kreissektors (ein Teil der Kreislinie). Beim Kreissektor, der aus der abgewickelten Seite eines Kegels entsteht, ist die Länge des Bogens genau der Umfang der Grundfläche, \(2\pi r\). |
| Satz des Pythagoras | Der Satz, dass in einem rechtwinkligen Dreieck das Quadrat der Hypotenuse gleich der Summe der Quadrate der beiden Katheten ist. Beim Kegel bilden Radius, Höhe und Mantellinie ein rechtwinkliges Dreieck, daher ist die Mantellinie \(\sqrt{r^2 + h^2}\) lang. |
| Kreiszahl | Die Zahl, die angibt, wie oft der Durchmesser eines Kreises in seinen Umfang passt (etwa 3,14). Sie kommt in jeder Rechnung mit Körpern und Figuren vor, in denen ein Kreis steckt, etwa beim Kreis, beim Kegel und beim Zylinder. |
Was Sie vorab wissen sollten
Das hilft Ihnen, die Berechnung auf dieser Seite wirklich zu verstehen, statt nur die Schaltfläche zu drücken.
| Umfang und Flächeninhalt des Kreises – Klasse 7 (12–13 Jahre) |
|
| Körper und ihre Netze – Klasse 5–6 und 9–10 (10–12 und 14–16 Jahre) |
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| Die Kreiszahl π und Terme mit Buchstaben – Klasse 7 (12–13 Jahre) |
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| Quadratwurzeln und der Satz des Pythagoras – Klasse 8–9 (13–15 Jahre) |
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| Das Multiplizieren von Dezimalzahlen – Klasse 5–6 (10–12 Jahre) |
|
Mit Excel berechnen
| Radius der Grundfläche (cm) | 3 |
| Höhe (cm) | 4 |
| Grundfläche (cm²) | =PI()*B1^2 |
| Mantelfläche (cm²) | =PI()*B1*WURZEL(B1^2+B2^2) |
| Oberflächeninhalt, Grundfläche + Mantelfläche (cm²) | =B3+B4 |
| Radius der Grundfläche (cm) | 3 |
| Höhe (cm) | 4 |
| Mantellinie (cm) | =WURZEL(B1^2+B2^2) |
| Radius der Grundfläche (cm) | 3 |
| Mantellinie (cm) | 5 |
| Mantelfläche (cm²) | =PI()*B1*B2 |
| Radius der Grundfläche (cm) | 3 |
| Höhe (cm) | 4 |
| Oberflächeninhalt (cm²) | =PI()*B1*(B1+WURZEL(B1^2+B2^2)) |
In einer Formel bedeuten „B1“ und „B2“ „die Zahl aus dieser Zelle verwenden“. „PI()“ liefert die Kreiszahl π (3,14159…), „WURZEL()“ die Quadratwurzel, „^“ ist die Potenz (wie oft multipliziert wird) und „*“ die Multiplikation.
In der ersten Tabelle zeigt B3 zum Beispiel etwa 28,27 (Grundfläche), B4 etwa 47,12 (Mantelfläche) und B5 etwa 75,40 (Oberflächeninhalt), in cm², weil Sie cm eingegeben haben. Die zweite Tabelle zeigt in B3 den Wert 5, die dritte in B3 etwa 47,12 und die vierte in B3 etwa 75,40. Ersetzen Sie einfach die eingegebenen Zahlen durch die Maße Ihres eigenen Kegels.
Mit Google Tabellen berechnen
| Radius der Grundfläche (cm) | 3 |
| Höhe (cm) | 4 |
| Grundfläche (cm²) | =PI()*B1^2 |
| Mantelfläche (cm²) | =PI()*B1*WURZEL(B1^2+B2^2) |
| Oberflächeninhalt, Grundfläche + Mantelfläche (cm²) | =B3+B4 |
| Radius der Grundfläche (cm) | 3 |
| Höhe (cm) | 4 |
| Mantellinie (cm) | =WURZEL(B1^2+B2^2) |
| Radius der Grundfläche (cm) | 3 |
| Mantellinie (cm) | 5 |
| Mantelfläche (cm²) | =PI()*B1*B2 |
| Radius der Grundfläche (cm) | 3 |
| Höhe (cm) | 4 |
| Oberflächeninhalt (cm²) | =PI()*B1*(B1+WURZEL(B1^2+B2^2)) |
Mit Python berechnen
import math
radius = 3 # Radius der Grundfläche (in diesem Beispiel in cm)
height = 4 # Höhe (in derselben Einheit wie der Radius)
slant = math.sqrt(radius ** 2 + height ** 2) # Mantellinie (Satz des Pythagoras)
base_area = math.pi * radius ** 2 # Grundfläche (Flächeninhalt des Grundkreises)
lateral_area = math.pi * radius * slant # Mantelfläche (pi x Radius x Mantellinie)
total_area = base_area + lateral_area # Oberflächeninhalt (Grundfläche + Mantelfläche)
print(f"Mantellinie: {slant} cm")
print(f"Grundfläche: {base_area} cm2")
print(f"Mantelfläche: {lateral_area} cm2")
print(f"Oberflächeninhalt des Kegels: {total_area} cm2")
Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
S = πr² + πrl
S = \pi r^{2} + \pi r l
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<mi>π</mi>
<mi>r</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</math>
S = pi r^2 + pi r l
Pi*r^2 + Pi*r*l
S := Pi*r^2 + Pi*r*l;
S = pi*r^2 + pi*r*l;
S = πr^2 + πrl
l = √(r² + h²)
l = \sqrt{r^{2} + h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>l</mi>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mrow>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
</math>
l = sqrt(r^2 + h^2)
Sqrt[r^2 + h^2]
l := sqrt(r^2 + h^2);
l = sqrt(r^2 + h^2);
l = √(r^2 + h^2)
πrl = 1/2 × 2πr × l
\pi r l = \frac{1}{2} \times 2\pi r \times l
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>π</mi><mi>r</mi><mi>l</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac>
<mo>×</mo>
<mn>2</mn><mi>π</mi><mi>r</mi>
<mo>×</mo>
<mi>l</mi>
</mrow>
</math>
pi r l = 1/2 xx 2 pi r xx l
Pi*r*l == (1/2)*(2*Pi*r)*l
Pi*r*l = (1/2)*(2*Pi*r)*l;
pi*r*l == (1/2)*(2*pi*r)*l
πrl = (1/2)(2πr)l
S = πr(r + √(r² + h²))
S = \pi r \left( r + \sqrt{r^{2} + h^{2}} \right)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mi>r</mi>
<mo>(</mo>
<mi>r</mi>
<mo>+</mo>
<msqrt>
<mrow>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</msqrt>
<mo>)</mo>
</mrow>
</math>
S = pi r (r + sqrt(r^2 + h^2))
Pi*r*(r + Sqrt[r^2 + h^2])
S := Pi*r*(r + sqrt(r^2 + h^2));
S = pi*r*(r + sqrt(r^2 + h^2));
S = πr(r + √(r^2 + h^2))
Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
Sie sind ein Assistent für mathematische Berechnungen. Führen Sie die folgende Berechnung aus, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort ausschließlich auf die Zahlen aus dem Ergebnis der Ausführung (antworten Sie nicht im Kopf oder nach Gefühl). Ein Kegel hat eine Grundfläche mit 3 cm Radius und eine Höhe von 4 cm (ein gerader Kreiskegel, dessen Spitze genau über dem Mittelpunkt der Grundfläche liegt). Berechnen Sie: 1. die Mantellinie (l = √(Radius² + Höhe²)) 2. die Grundfläche (πr²) 3. die Mantelfläche (π × Radius × Mantellinie) 4. den Oberflächeninhalt des Kegels (Grundfläche + Mantelfläche) Zeigen Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ergebnis der Ausführung.
Anleitung
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1Zahlen eingebenGeben Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ablesenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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