Geben Sie den Radius des Grundkreises und die Höhe des Zylinders ein. Angezeigt werden die Oberfläche (S = 2πr(r + h)), aufgeteilt in Grundfläche und Mantelfläche, und die Umrechnung zwischen cm² und m².
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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Das können Sie auf dieser Seite
- Radius des Grundkreises und Höhe eingeben – und Sie kennen sofort die Oberfläche des Zylinders (\(S = 2\pi r(r+h)\))
- Angezeigt werden auch die Teile: Grundfläche (\(\pi r^2\)), beide Grundkreise zusammen und die Mantelfläche (\(2\pi rh\)) – so sehen Sie, welche Fläche wohin gehört
- Mit Einheitenumrechnung: bei Eingabe in cm zusätzlich in m², bei Eingabe in m zusätzlich in cm²
- Das Ergebnis erscheint auch als 3D-Zylinder, den Sie mit Maus oder Finger drehen können
- Dazu: verständliche Erklärung der Formeln und Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python
Wofür braucht man diese Berechnung?
Eine 0,33-l-Dose ist ungefähr ein Zylinder mit 3,3 cm Radius und 11,5 cm Höhe. Ihre Oberfläche ist \(2\pi \times 3{,}3 \times (3{,}3 + 11{,}5) \approx 307\,\mathrm{cm^2}\) – so viel Blech braucht eine Dose ungefähr.
Bei vielen Milliarden Dosen im Jahr spart eine Form mit kleinerer Oberfläche bei gleichem Inhalt (das richtige Verhältnis von Radius zu Höhe) viel Material und Rohstoffe. Deshalb ist diese Formel ein Grundwerkzeug der Dosenkonstruktion.
Ein zylinderförmiger Tank mit 0,3 m Radius und 0,9 m Höhe hat die Oberfläche \(2\pi \times 0{,}3 \times (0{,}3 + 0{,}9) \approx 2{,}26\,\mathrm{m^2}\).
Auf der Farbdose steht die Ergiebigkeit (m² pro Liter). Kennen Sie die Oberfläche, rechnen Sie die nötige Menge vor dem Kauf aus. Auch bei Rostschutz- und Abdichtungsarbeiten ist die Oberfläche die Grundlage jedes Angebots.
Für ein Rohr mit 5 cm (0,05 m) Außenradius und 10 m Länge brauchen Sie Dämmmaterial für die Mantelfläche \(2\pi \times 0{,}05 \times 10 \approx 3{,}14\,\mathrm{m^2}\) (die Rohrenden sind mit anderen Rohren verbunden, also zählt nur der Mantel).
Beim Dämmen von Heizungs- und Warmwasserrohren oder gegen Kondenswasser schätzen Sie den Materialbedarf genau mit dieser Formel – ein typisches Beispiel dafür, nur den benötigten Teil der Oberfläche zu verwenden.
Eine Torte mit 26 cm Durchmesser (13 cm Radius) und 6 cm Höhe hat die Mantelfläche \(2\pi \times 13 \times 6 \approx 490\,\mathrm{cm^2}\). Die Tortenrandfolie muss so lang sein wie der Umfang: \(2\pi \times 13 \approx 82\,\mathrm{cm}\).
Mit der Idee dieser Seite – der Mantel ist aufgeklappt ein Rechteck aus Umfang × Höhe – berechnen Sie, wie viel Folie oder Schokolade für den Rand Sie brauchen.
Für eine Hülle um eine Trinkflasche mit 3,5 cm Radius und 20 cm Höhe ist der Stoff für die Seite ein Rechteck mit Breite = Umfang (etwa \(22\,\mathrm{cm}\)) und Höhe \(20\,\mathrm{cm}\), also \(2\pi \times 3{,}5 \times 20 \approx 440\,\mathrm{cm^2}\). Für den Boden kommt ein Kreis mit \(\pi \times 3{,}5^2 \approx 38\,\mathrm{cm^2}\) dazu (plus Nahtzugabe).
Ob Stiftebecher, Rolltasche oder Dosenhülle – für das Schnittmuster aller zylinderförmigen Dinge hilft genau dieses Netz.
Formeln und Abbildungen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(S\) | S | Ein häufiges Zeichen für eine Fläche. Hier steht es für die Oberfläche des Zylinders (alle Flächen zusammen). In deutschen Schulbüchern heißt sie meist \(O\): \(O = 2 \cdot G + M\). |
| \(G\) | G | Die Grundfläche (die Fläche eines Grundkreises). G wie Grundfläche; man berechnet sie mit der Kreisflächenformel \(\pi r^2\). |
| \(M\) | M | Die Mantelfläche (die ganze gekrümmte Seitenfläche). M wie Mantel; man berechnet sie mit Umfang × Höhe = \(2\pi rh\). |
| \(r\) | r | Der Radius des Grundkreises (Abstand vom Mittelpunkt bis zum Rand), halb so lang wie der Durchmesser. |
| \(h\) | h | Die Höhe des Zylinders (der senkrechte Abstand vom Boden bis zum Deckel). |
| \(\pi\) | pi | Der griechische Buchstabe für die Kreiszahl: Umfang geteilt durch Durchmesser, \(3{,}14159\ldots\) mit unendlich vielen Nachkommastellen. Das „3,14“ aus der Schule ist ein Näherungswert. |
| \(r^2\) | 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“. |
| \(2\pi r\) | zwei pi r | Der Umfang des Grundkreises, also „Durchmesser (\(2r\)) × Kreiszahl“. Genau so breit ist das Rechteck, das man beim Aufschneiden des Mantels erhält. |
| \(\mathrm{cm^2}\) | Quadratzentimeter | Eine Flächeneinheit. Ein Quadrat mit 1 cm Seitenlänge hat die Fläche 1 cm². |
| \(\mathrm{m^2}\) | Quadratmeter | Eine Flächeneinheit. Ein Quadrat mit 1 m Seitenlänge hat die Fläche 1 m². Es gilt \(1\,\mathrm{m^2} = 10000\,\mathrm{cm^2}\). |
Begriffe
| Zylinder | Ein gerader Körper mit kreisförmiger Grundfläche; jeder waagerechte Schnitt ergibt denselben Kreis. Konservendose, Ölfass, Klopapierrolle – im Alltag gibt es viele davon. |
| Oberfläche | Die Fläche aller Außenseiten eines Körpers zusammen (genauer Oberflächeninhalt). Beim Zylinder sind es die beiden Grundkreise plus der Mantel. Sie bestimmt, wie viel Material man zum Umhüllen oder Streichen braucht. |
| Grundkreis | Der Kreis, der beim Zylinder Boden und Deckel bildet. Oben und unten liegen zwei gleich große Kreise; beide heißen Grundkreis (der obere auch Deckfläche). |
| Grundfläche | Die Fläche des Bodens eines Körpers. Beim Zylinder ist es ein Kreis, also \(\pi r^2\) (π × Radius × Radius). |
| Mantel | Die Seitenfläche rundherum. Beim Zylinder ist der Mantel eine einzige gekrümmte Fläche, die senkrecht aufgeschnitten ein Rechteck ergibt. |
| Mantelfläche | Der Flächeninhalt des Mantels. Beim Zylinder ist es das aufgeklappte Rechteck: Umfang × Höhe = \(2\pi rh\). |
| Netz | Ein Körper, aufgeschnitten und flach ausgebreitet. Das Netz eines Zylinders besteht aus zwei Kreisen und einem Rechteck; die Oberfläche ist die Fläche dieses Netzes. |
| Umfang | Die Länge einmal um den Kreis herum (Kreisumfang): „Durchmesser × Kreiszahl“ = \(2\pi r\). Genau so breit ist das aufgeklappte Rechteck des Zylindermantels. |
| Kreiszahl | Gibt an, wie oft der Durchmesser in den Umfang passt. Sie ist für jeden Kreis gleich und wird mit \(\pi\) geschrieben (etwa 3,14). |
| Ausklammern | Einen gemeinsamen Faktor vor eine Klammer ziehen. Bei \(2\pi r^2 + 2\pi rh\) steckt \(2\pi r\) in beiden Summanden; ausgeklammert ergibt sich \(2\pi r(r+h)\). |
| Einheitenumrechnung | Dieselbe Größe in einer anderen Einheit angeben. Bei Flächen ist der Faktor der Längenfaktor zum Quadrat (1 m = 100 cm, also 1 m² = 10.000 cm²). |
Das sollten Sie vorher wissen
Damit Sie die Berechnung auf dieser Seite nicht nur ausführen, sondern auch verstehen, hilft Ihnen dieses Vorwissen.
| Kreisfläche und Kreisumfang (Klasse 8–9, 13–15 Jahre) |
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| Flächeninhalt des Rechtecks (Klasse 4–5, 9–11 Jahre) |
|
| Netze von Körpern (Klasse 5–8, 10–14 Jahre) |
|
| Flächeneinheiten (Klasse 5–6, 10–12 Jahre) |
|
| Kreiszahl π und Terme (Klasse 7–8, 12–14 Jahre) |
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So berechnen Sie es in Excel
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Beide Grundkreise 2πr² (cm²) | =2*PI()*B1^2 |
| Mantelfläche 2πrh (cm²) | =2*PI()*B1*B2 |
| Oberfläche des Zylinders (cm²) | =B3+B4 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Grundfläche π · r² (cm²) | =PI()*B1^2 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Mantelfläche 2πrh (cm²) | =2*PI()*B1*B2 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Oberfläche des Zylinders 2πr(r + h) (cm²) | =2*PI()*B1*(B1+B2) |
| Oberfläche in cm² | 22600 |
| Oberfläche in m² | =B1/10000 |
„PI()“ ist die Excel-Funktion für die Kreiszahl π (3,14159…). „B1“ und „B2“ bedeuten „nimm die Zahl aus dieser Zelle“, „*“ steht für Malnehmen, „/“ für Teilen und „^“ für Potenzieren.
In der ersten Tabelle erscheinen zum Beispiel in B3 rund 56,549, in B4 rund 75,398 und in B5 rund 131,947 (in cm², weil in cm eingegeben). Die vierte Tabelle zeigt in B3 ebenfalls rund 131,947, die fünfte in B2 die 2,26. Ersetzen Sie einfach die Eingaben durch die Maße Ihres Zylinders.
So berechnen Sie es in Google Tabellen
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Beide Grundkreise 2πr² (cm²) | =2*PI()*B1^2 |
| Mantelfläche 2πrh (cm²) | =2*PI()*B1*B2 |
| Oberfläche des Zylinders (cm²) | =B3+B4 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Grundfläche π · r² (cm²) | =PI()*B1^2 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Mantelfläche 2πrh (cm²) | =2*PI()*B1*B2 |
| Radius r (cm) | 3 |
| Höhe h (cm) | 4 |
| Oberfläche des Zylinders 2πr(r + h) (cm²) | =2*PI()*B1*(B1+B2) |
| Oberfläche in cm² | 22600 |
| Oberfläche in m² | =B1/10000 |
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)
base_area = math.pi * radius ** 2 # Grundfläche (ein Kreis, hier cm2)
bases_area = base_area * 2 # beide Grundkreise
lateral_area = 2 * math.pi * radius * height # Mantelfläche (Umfang × Höhe)
surface_area = bases_area + lateral_area # Oberfläche des Zylinders (= 2πr(r+h))
print(f"Grundfläche (ein Kreis): {base_area} cm2")
print(f"Beide Grundkreise: {bases_area} cm2")
print(f"Mantelfläche: {lateral_area} cm2")
print(f"Oberfläche des Zylinders: {surface_area} cm2")
So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (zum Kopieren)
S = G × 2 + M
S = G \times 2 + M
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mi>G</mi>
<mo>×</mo>
<mn>2</mn>
<mo>+</mo>
<mi>M</mi>
</mrow>
</math>
S = G xx 2 + M
sBase*2 + sSide
S := sBase*2 + sSide;
S = s_base*2 + s_side;
S = G × 2 + M
G = π × r²
G = \pi r^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>G</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
G = pi r^2
Pi*r^2
sBase := Pi*r^2;
s_base = pi*r^2;
G = πr^2
M = 2 × π × r × h
M = 2\pi r h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>M</mi>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mo>⁢</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>r</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
M = 2 pi r h
2*Pi*r*h
sSide := 2*Pi*r*h;
s_side = 2*pi*r*h;
M = 2πrh
S = 2 × π × r × (r + h)
S = 2\pi r(r+h)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mo>⁢</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>r</mi>
<mo>⁢</mo>
<mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>+</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow>
</mrow>
</math>
S = 2 pi r (r + h)
2*Pi*r*(r + h)
S := 2*Pi*r*(r + h);
S = 2*pi*r*(r + h);
S = 2πr(r + h)
S[m²] = S[cm²] ÷ 10000
S_{\mathrm{m^2}} = S_{\mathrm{cm^2}} \div 10000
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">m</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>S</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">cm</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msub>
<mo>÷</mo>
<mn>10000</mn>
</mrow>
</math>
S_(m^2) = S_(cm^2) -: 10000
sCm2/10000
sM2 := sCm2/10000;
s_m2 = s_cm2/10000;
S(m²) = S(cm²)/10000
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 Zylinder hat einen Grundkreis mit 3 cm Radius und ist 4 cm hoch. Berechnen Sie: 1. die Grundfläche (ein Kreis) in cm² 2. die Mantelfläche in cm² 3. die Oberfläche des Zylinders (2 Grundkreise + Mantel) in cm² 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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