Geben Sie den Radius des Grundkreises und die Höhe des Kegels ein. Angezeigt werden die Oberfläche (Grundfläche + Mantelfläche), ihre beiden Anteile und die Länge der Mantellinie.
Inhaltsverzeichnis
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Das können Sie auf dieser Seite
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Wofür braucht man diese Berechnung?
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Anleitung
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Formeln und Abbildungen
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Symbole und Begriffe
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Das sollten Sie vorher wissen
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So berechnen Sie es in Excel
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So berechnen Sie es in Google Tabellen
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So berechnen Sie es in Python
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So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (zum Kopieren)
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So lassen Sie ChatGPT rechnen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle Rechner von NumberChef
Das können Sie auf dieser Seite
- Radius und Höhe eingeben – und Sie kennen sofort die Oberfläche des Kegels (Oberfläche = Grundfläche \(\pi r^2\) + Mantelfläche \(\pi r l\))
- Angezeigt werden auch die Anteile Grundfläche und Mantelfläche sowie die Länge der Mantellinie \(l = \sqrt{r^2 + h^2}\)
- Das Ergebnis erscheint auch als 3D-Kegel. Drehen Sie ihn mit der Maus und sehen Sie, welche Länge wo liegt
- Dazu: eine verständliche Erklärung, warum die Mantelfläche \(\pi r l\) ist, und Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python
Wofür braucht man diese Berechnung?
Ein Partyhut oder ein gebastelter Kegel ist nur der Mantel, ein Kegel ohne Boden. Wie viel Papier Sie brauchen, sagt die Mantelfläche \(\pi r l\). Bei 8 cm Radius am Rand und 20 cm Höhe ist die Mantellinie \(\sqrt{8^2 + 20^2} \approx 21{,}5\,\mathrm{cm}\) und die Mantelfläche \(\pi \times 8 \times 21{,}5 \approx 540\,\mathrm{cm^2}\).
Dazu kommen Klebe- und Schnittränder, nehmen Sie also etwas mehr Papier. Das Praktische: Sie wissen schon vor dem Basteln, wie viel Material Sie brauchen.
Bei kegelförmigen Dächern – Burgtürme, Gartenpavillons, Silos – schätzt man den Bedarf an Dachmaterial (Blech, Schiefer, Ziegel) über die Mantelfläche. Bei 3 m Radius und 2 m Höhe ist die Mantellinie \(\sqrt{3^2 + 2^2} \approx 3{,}61\,\mathrm{m}\) und die Mantelfläche \(\pi \times 3 \times 3{,}61 \approx 34\,\mathrm{m^2}\).
In der Praxis kommen Überlappungen und Verschnitt dazu, deshalb bestellt man mit Zuschlag. Die Grundlage der Kalkulation ist diese Formel.
Bei einem kegelförmigen Zelt mit einer Mittelstange (Tipi) entspricht der Stoff der Seitenwand der Mantelfläche und der Zeltboden der Grundfläche. Bei 2 m Radius am Boden und 2,5 m Höhe sind das rund \(20\,\mathrm{m^2}\) Seitenwand und \(\pi \times 2^2 \approx 12{,}6\,\mathrm{m^2}\) Boden, zusammen rund \(33\,\mathrm{m^2}\).
Nahtzugaben und Eingang verändern das etwas, es bleibt eine Schätzung. Sie hilft aber abzuschätzen, wie schwer der Stoff etwa wird oder ob eine Dose Imprägnierspray reicht.
Beim Galvanisieren oder Lackieren von Metallteilen hängt der Verbrauch an Chemikalien und Lack fast nur von der Oberfläche ab. Deshalb beginnt jedes Angebot mit der Oberflächenberechnung. Ein kegelförmiges Teil mit 2 cm Radius und 5 cm Höhe hat \(\pi \times 2 \times (2 + \sqrt{2^2 + 5^2}) \approx 46\,\mathrm{cm^2}\).
Teile aus Zylindern und Kegeln zerlegt man in ihre Grundkörper, addiert deren Oberflächen und berechnet daraus Bearbeitungskosten und Lackmenge.
Die Eiswaffel ist das Paradebeispiel für einen Kegel. Bei 3 cm Radius am Rand und 10 cm Tiefe ist die Mantellinie \(\sqrt{3^2 + 10^2} \approx 10{,}4\,\mathrm{cm}\) und die Mantelfläche \(\pi \times 3 \times 10{,}4 \approx 98\,\mathrm{cm^2}\).
So groß muss etwa der Teigfladen für die Waffel oder die Papiermanschette drumherum sein. Wenn Sie wissen, dass der Mantel aufgeklappt ein Kreisausschnitt ist, können Sie sogar eine Schablone zeichnen.
Formeln und Abbildungen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(S\) | S | Ein häufiges Zeichen für Flächen (von englisch surface bzw. lateinisch superficies). Hier steht es für die Oberfläche des Kegels; deutsche Schulbücher schreiben dafür meist \(O\). |
| \(r\) | r | Der Radius des Grundkreises (lateinisch radius) – der Abstand vom Mittelpunkt bis zum Rand, halb so lang wie der Durchmesser. |
| \(h\) | h | Die Höhe des Kegels (englisch height), senkrecht vom Grundkreis bis zur Spitze gemessen. Nicht verwechseln mit der schrägen Länge an der Seite (Mantellinie). |
| \(l\) | l | Die Länge der Mantellinie (im Schulbuch meist \(s\)), gemessen von der Spitze bis zum Rand des Grundkreises an der Seite entlang. Man berechnet sie mit \(l = \sqrt{r^2 + h^2}\). |
| \(r^2\) | r Quadrat (r hoch 2) | Die Zahl \(r\) mit sich selbst multipliziert (\(r \times r\)). Die kleine 2 oben rechts ist der Exponent und bedeutet „zweimal als Faktor“. |
| \(\pi\) | pi | Die Kreiszahl: Sie gibt an, wie oft der Durchmesser in den Kreisumfang passt, und hat unendlich viele Nachkommastellen (3,14159 …). Oft rechnet man mit 3,14 oder lässt \(\pi\) als Zeichen im Ergebnis stehen. |
| \(\sqrt{\phantom{x}}\) | Wurzel (Wurzelzeichen) | Das Zeichen für die Quadratwurzel. \(\sqrt{25}\) ist die positive Zahl, deren Quadrat 25 ist, also 5. Oft ist das Ergebnis keine glatte Zahl, wie bei \(\sqrt{2}\) (etwa 1,414). |
| \(\mathrm{cm^2}\) | Quadratzentimeter | Eine Flächeneinheit. Ein Quadrat mit 1 cm Seitenlänge hat den Flächeninhalt 1 cm². Nicht verwechseln mit cm³ (Kubikzentimeter), der Einheit für Volumen. |
| \(\mathrm{m^2}\) | Quadratmeter | Eine Flächeneinheit. Ein Quadrat mit 1 m Seitenlänge hat den Flächeninhalt 1 m². Es gilt \(1\,\mathrm{m^2} = 100 \times 100 = 10000\,\mathrm{cm^2}\) (Achtung, nicht 100). |
Begriffe
| Kegel | Ein Körper mit einem Kreis als Grundfläche, der gleichmäßig zu einer Spitze zuläuft. Eiswaffel, Partyhut und Leitkegel (Pylone) haben diese Form. |
| gerader Kreiskegel | Ein Kegel, dessen Spitze genau über dem Mittelpunkt des Grundkreises liegt. Mit „Kegel“ ist in der Schule meist dieser gemeint, und auch dieser Rechner arbeitet damit. Liegt die Spitze nicht über dem Mittelpunkt, spricht man von einem schiefen Kegel. |
| Oberfläche | Der Flächeninhalt der gesamten Außenseite eines Körpers (auch Oberflächeninhalt). Beim Kegel sind das Grundkreis und Mantel (ein Kreisausschnitt) zusammen. Man braucht sie immer, wenn es darum geht, wie viel Material eine Oberfläche bedeckt – Farbe, Papier, Blech. |
| Grundfläche | Die Fläche, auf der ein Körper steht. Beim Kegel ist es ein Kreis, also \(\pi r^2\). |
| Mantelfläche | Die Fläche der Seite eines Körpers (des Mantels). Beim Kegel wird der Mantel aufgeklappt zu einem Kreisausschnitt; seine Fläche ist \(\pi r l\) (π × Radius × Mantellinie). |
| Mantellinie | Die gerade Strecke von der Spitze bis zum Rand des Grundkreises, an der Seite entlang (im Schulbuch \(s\)). Ihre Länge ist nach dem Satz des Pythagoras \(\sqrt{r^2 + h^2}\). Leicht mit der Höhe zu verwechseln! |
| Netz | Der Körper aufgeschnitten und flach ausgebreitet. Das Netz eines Kegels besteht aus dem Grundkreis und dem Mantel, einem Kreisausschnitt. Die Oberfläche ist die Summe der Flächen im Netz. |
| Kreisausschnitt | Ein Stück eines Kreises zwischen zwei Radien, wie ein Tortenstück (auch Kreissektor). Der aufgeklappte Mantel eines Kegels ist ein Kreisausschnitt mit der Mantellinie \(l\) als Radius. |
| Kreisbogen | Der gekrümmte Rand eines Kreisausschnitts (ein Teil des Kreisumfangs). Beim aufgeklappten Kegelmantel ist der Bogen genau so lang wie der Umfang des Grundkreises \(2\pi r\). |
| Satz des Pythagoras | Im rechtwinkligen Dreieck ist das Quadrat der Hypotenuse gleich der Summe der Quadrate der beiden Katheten. Beim Kegel bilden Radius, Höhe und Mantellinie ein rechtwinkliges Dreieck, deshalb ist die Mantellinie \(\sqrt{r^2 + h^2}\). |
| Kreiszahl | Gibt an, wie oft der Durchmesser in den Kreisumfang passt (etwa 3,14). Sie kommt in jeder Rechnung mit Kreisen vor – beim Kreis selbst, beim Kegel und beim Zylinder. |
Das sollten Sie vorher wissen
Damit Sie die Berechnung auf dieser Seite nicht nur ausführen, sondern auch verstehen, hilft Ihnen dieses Vorwissen.
| Kreisumfang und Kreisfläche (Klasse 8–9, 13–15 Jahre) |
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| Körper und ihr Netz (Klasse 9–10, 14–16 Jahre) |
|
| Terme und die Kreiszahl π (Klasse 7–8, 12–14 Jahre) |
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| Quadratwurzeln und Satz des Pythagoras (Klasse 8–9, 13–15 Jahre) |
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| Dezimalzahlen multiplizieren (Klasse 6, 11–12 Jahre) |
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So berechnen Sie es in Excel
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Grundfläche (cm²) | =PI()*B1^2 |
| Mantelfläche (cm²) | =PI()*B1*WURZEL(B1^2+B2^2) |
| Oberfläche (Grundfläche + Mantelfläche, cm²) | =B3+B4 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Mantellinie (cm) | =WURZEL(B1^2+B2^2) |
| Radius r (cm) | 3 |
| Mantellinie (cm) | 5 |
| Mantelfläche (cm²) | =PI()*B1*B2 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Oberfläche des Kegels (cm²) | =PI()*B1*(B1+WURZEL(B1^2+B2^2)) |
„B1“ und „B2“ bedeuten „nimm die Zahl aus dieser Zelle“. „PI()“ ist die Kreiszahl (3,14159 …), „WURZEL()“ die Quadratwurzel, „^“ steht für Potenzieren und „*“ für Malnehmen.
In der ersten Tabelle erscheinen zum Beispiel in B3 rund 28,27 (Grundfläche), in B4 rund 47,12 (Mantelfläche) und in B5 rund 75,40 (Oberfläche), in cm², weil in cm eingegeben. Die zweite Tabelle zeigt in B3 die 5, die dritte in B3 rund 47,12 und die vierte in B3 rund 75,40. Ersetzen Sie einfach die Eingaben durch die Maße Ihres Kegels.
So berechnen Sie es in Google Tabellen
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Grundfläche (cm²) | =PI()*B1^2 |
| Mantelfläche (cm²) | =PI()*B1*WURZEL(B1^2+B2^2) |
| Oberfläche (Grundfläche + Mantelfläche, cm²) | =B3+B4 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Mantellinie (cm) | =WURZEL(B1^2+B2^2) |
| Radius r (cm) | 3 |
| Mantellinie (cm) | 5 |
| Mantelfläche (cm²) | =PI()*B1*B2 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Oberfläche des Kegels (cm²) | =PI()*B1*(B1+WURZEL(B1^2+B2^2)) |
So berechnen Sie es in Python
import math
radius = 3 # Radius des Grundkreises (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 (Kreisfläche unten)
lateral_area = math.pi * radius * slant # Mantelfläche (π × Radius × Mantellinie)
total_area = base_area + lateral_area # Oberfläche (Grundfläche + Mantelfläche)
print(f"Mantellinie: {slant} cm")
print(f"Grundfläche: {base_area} cm2")
print(f"Mantelfläche: {lateral_area} cm2")
print(f"Oberfläche des Kegels: {total_area} cm2")
So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (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))
So lassen Sie ChatGPT rechnen
Sie sind ein Rechenassistent für Mathematik. Führen Sie die folgende Berechnung aus, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort nur auf die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis (antworten Sie nicht durch Kopfrechnen oder Schätzen). Ein Kegel hat einen Grundkreis mit 3 cm Radius und ist 4 cm hoch (ein gerader Kreiskegel, die Spitze liegt genau über dem Mittelpunkt des Grundkreises). Berechnen Sie: 1. die Länge der Mantellinie (l = √(Radius² + Höhe²)) 2. die Grundfläche (πr²) 3. die Mantelfläche (π × Radius × Mantellinie) 4. die Oberfläche des Kegels (Grundfläche + Mantelfläche) Zeigen Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis.
Anleitung
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1Werte eingebenTragen Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ansehenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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