Introduce el radio de la cápsula (un cilindro con una semiesfera en cada extremo) y la altura de la parte cilíndrica. Obtendrás el área total (S = 4πr² + 2πrh), su desglose y el área en cm² y m².
Índice
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Qué puedes hacer en esta página
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¿Para qué sirve este cálculo?
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Cómo usar
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Fórmulas y dibujos
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Símbolos y términos
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Qué conviene saber de antemano
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Cómo calcularlo con Excel
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Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
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Cómo calcularlo con Python
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La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
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Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
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Las ventajas de DataChef
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Funciones relacionadas
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Todas las calculadoras de NumberChef
Qué puedes hacer en esta página
- Introduce el radio y la altura de la parte cilíndrica y obtienes al instante el área total de una cápsula (un cilindro con una semiesfera en cada extremo): \(S = 4\pi r^2 + 2\pi r h\)
- También muestra el desglose: el área de la parte esférica (\(4\pi r^2\)) y el área de la superficie lateral del cilindro (\(2\pi r h\))
- La conversión de unidades del área se muestra a la vez (a m² cuando introduces cm y a cm² cuando introduces m)
- El resultado también se muestra como una figura en 3D que puedes girar con el ratón o deslizando el dedo
- En esta misma página también encontrarás una explicación sencilla de las fórmulas y fórmulas para copiar en Excel, Hojas de cálculo de Google y Python
¿Para qué sirve este cálculo?
A las cápsulas de los medicamentos a veces se les aplica un recubrimiento para ocultar el sabor o el olor, o para que se disuelvan en el intestino y no en el estómago. La cantidad de recubrimiento necesaria es proporcional al área total de la cápsula.
Una cápsula de 0,35 cm de radio y 1,2 cm de altura del cilindro (unos 1,9 cm de largo en total, un tamaño habitual) tiene un área total de \(4\pi \times 0{,}35^2 + 2\pi \times 0{,}35 \times 1{,}2 \approx 4{,}2\,\mathrm{cm^2}\). Si se fabrican 100.000, hay que recubrir en total unos 42 m², una cifra que sirve de base para calcular cuánto material preparar.
Los depósitos a presión de gas licuado (propano, butano) suelen tener forma de cápsula, un cilindro con extremos semiesféricos, porque esa forma resiste bien la presión. Cuando hay que renovar la pintura antioxidante, la cantidad de pintura se estima a partir del área total.
Un depósito de 1 m de radio y 4 m de largo en la parte cilíndrica tiene un área total de \(4\pi \times 1^2 + 2\pi \times 1 \times 4 = 12\pi \approx 37{,}7\,\mathrm{m^2}\). Con una pintura de la que cada lata cubre 30 m², hacen falta 2 latas; el pedido se calcula con esta fórmula (en la práctica se añade un poco más para las tuberías y las patas).
Una salchicha es carne picada envuelta en una piel llamada tripa (o envoltura), y tiene una forma casi de cápsula. La cantidad de tripa depende del área total de cada salchicha.
Una salchicha de 1 cm de radio y 13 cm de largo en la parte cilíndrica tiene un área total de \(4\pi \times 1^2 + 2\pi \times 1 \times 13 = 30\pi \approx 94{,}2\,\mathrm{cm^2}\). Para fabricar 1000 hacen falta unos 9,4 m² de tripa (en la práctica se añade un poco más para los extremos que se atan).
Los depósitos de los termos eléctricos y de los acumuladores de agua caliente también son cilindros con los extremos redondeados, parecidos a una cápsula. El calor se escapa por la superficie del depósito, así que tanto la pérdida de calor como la cantidad de aislante que hay que envolver dependen del área total.
Un depósito de 0,3 m de radio y 1,2 m de altura en la parte cilíndrica tiene un área total de \(4\pi \times 0{,}3^2 + 2\pi \times 0{,}3 \times 1{,}2 \approx 3{,}4\,\mathrm{m^2}\). Esta fórmula también deja ver una regla básica del diseño eficiente: para la misma capacidad, la forma con menos superficie pierde menos calor.
Fórmulas y dibujos
Símbolos y términos
Símbolos
| \(S\) | ese | Una letra que se usa a menudo para el área, por la inicial de «superficie». En esta página es el área total de toda la cápsula. |
| \(S_1\) | ese sub uno | El símbolo que se usa en esta página para el área de la parte esférica (\(4\pi r^2\)). El pequeño 1 de abajo a la derecha es un subíndice que indica «parte 1». |
| \(S_2\) | ese sub dos | El símbolo que se usa en esta página para el área de la superficie lateral del cilindro (\(2\pi r h\)). El pequeño 2 de abajo a la derecha es un subíndice que indica «parte 2». |
| \(r\) | erre | El radio de la cápsula (la mitad de su grosor), común a la parte cilíndrica y a las semiesferas de los extremos. Es la inicial de «radio» y mide la mitad del diámetro. |
| \(h\) | hache | La altura de la parte cilíndrica (la longitud del tramo recto central, sin las semiesferas de los extremos). Es la inicial de «altura». La longitud total de la cápsula es \(h + 2r\). |
| \(\pi\) | pi | La letra griega que representa el número π: la longitud de la circunferencia dividida entre el diámetro. Vale \(3{,}14159\ldots\) y sus decimales no terminan nunca. El 3,14 que se usa en los cálculos sencillos es una aproximación. |
| \(r^2\) | erre al cuadrado | El número \(r\) multiplicado por sí mismo (\(r \times r\)). El pequeño 2 de arriba a la derecha es un exponente que indica que el número aparece dos veces como factor. |
| \(\mathrm{cm^2}\) | centímetro cuadrado | Una unidad de área. Un cuadrado de 1 cm de lado tiene un área de 1 cm². |
| \(\mathrm{m^2}\) | metro cuadrado | Una unidad de área. Un cuadrado de 1 m de lado tiene un área de 1 m². Se cumple \(1\,\mathrm{m^2} = 10.000\,\mathrm{cm^2}\). |
Términos
| cápsula | Un cuerpo formado por un cilindro con una semiesfera del mismo radio pegada a cada extremo. Es una forma muy común en la vida diaria y en la industria, desde las cápsulas de los medicamentos hasta los depósitos de gas. |
| semiesfera | Un cuerpo que resulta de cortar una esfera exactamente por la mitad con un plano que pasa por su centro (también se llama hemisferio). Cada extremo de una cápsula es una semiesfera, y dos semiesferas juntas forman una esfera. |
| área total | El área de toda la superficie exterior de un cuerpo (también llamada superficie total), como el papel que hace falta para envolverlo. En una cápsula es la parte esférica más la superficie lateral del cilindro. |
| área lateral | El área de la superficie que rodea por los lados un cuerpo con forma de columna. En un cilindro, la superficie lateral se despliega en un rectángulo y su área es la longitud de la circunferencia × la altura (\(2\pi r h\)). |
| desarrollo | La figura plana que resulta de cortar un cuerpo y extenderlo. El desarrollo de la superficie lateral de un cilindro es un rectángulo de ancho igual a la longitud de la circunferencia y alto igual a la altura; de ahí sale la fórmula del área lateral. |
| longitud de la circunferencia | La distancia alrededor de un círculo. Es el diámetro × π (\(2\pi r\)). En el área lateral de un cilindro hace de ancho del rectángulo. |
| número π | El número que indica cuántas veces cabe el diámetro en la longitud de la circunferencia. Es el mismo para círculos de cualquier tamaño y se escribe con el símbolo \(\pi\) (aproximadamente 3,14). |
| elevar al cuadrado | Multiplicar un número por sí mismo (a elevado a 2); el resultado se llama también cuadrado del número. El nombre viene de la fórmula del área de un cuadrado. |
| conversión de unidades | Expresar la misma cantidad en otra unidad. En el área, lo clave es que el cuadrado del factor de la longitud (1 m = 100 cm) es el factor del área (1 m² = 10.000 cm²). |
Qué conviene saber de antemano
Esto es lo que conviene saber para usar el cálculo de esta página entendiéndolo de verdad, y no solo pulsando el botón.
| Área y longitud de la circunferencia de un círculo (5.º–6.º de Primaria, 10-12 años) |
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| Unidades de área (4.º–6.º de Primaria, 9-12 años) |
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| Desarrollo y área lateral de un cilindro (1.º–2.º de ESO, 12-14 años) |
|
| Área de una esfera (2.º–3.º de ESO, 13-15 años) |
|
| El número π y las expresiones con letras (1.º–2.º de ESO, 12-14 años) |
|
| Operaciones con números decimales (5.º de Primaria, 10-11 años) |
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Cómo calcularlo con Excel
| Radio r | 3 |
| Altura del cilindro h | 10 |
| Área total de la cápsula | =4*PI()*B1^2+2*PI()*B1*B2 |
| Radio r | 3 |
| Área de la parte esférica (4πr²) | =4*PI()*B1^2 |
| Radio r | 3 |
| Altura del cilindro h | 10 |
| Superficie lateral del cilindro (2πrh) | =2*PI()*B1*B2 |
| Área en cm² | 301,6 |
| Área en m² | =B1/10000 |
En una fórmula, «PI()» es la función de Excel que devuelve π (3,14159…), «B1» y «B2» significan «el número de esa celda», «*» es la multiplicación, «/» la división y «^» la potencia (cuántas veces se multiplica).
En la primera tabla, por ejemplo, B3 muestra aproximadamente 301,593 (en cm², porque has introducido cm). La segunda tabla muestra en B2 aproximadamente 113,097, la tercera en B3 aproximadamente 188,496 y la cuarta en B2 el valor 0,03016. Solo tienes que cambiar los datos por las medidas de tu propia cápsula.
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
| Radio r | 3 |
| Altura del cilindro h | 10 |
| Área total de la cápsula | =4*PI()*B1^2+2*PI()*B1*B2 |
| Radio r | 3 |
| Área de la parte esférica (4πr²) | =4*PI()*B1^2 |
| Radio r | 3 |
| Altura del cilindro h | 10 |
| Superficie lateral del cilindro (2πrh) | =2*PI()*B1*B2 |
| Área en cm² | 301,6 |
| Área en m² | =B1/10000 |
Cómo calcularlo con Python
import math
radius = 3 # radio (en este ejemplo, en cm)
height = 10 # altura de la parte cilíndrica (en la misma unidad que el radio; no es la longitud total)
sphere_area = 4 * math.pi * radius ** 2 # área de la parte esférica (dos semiesferas = una esfera; aquí en cm2)
lateral_area = 2 * math.pi * radius * height # área de la superficie lateral del cilindro (aquí en cm2)
surface_area = sphere_area + lateral_area # área total de la cápsula (aquí en cm2)
print(f"Parte esférica: {sphere_area} cm2")
print(f"Superficie lateral del cilindro: {lateral_area} cm2")
print(f"Área total de la cápsula: {surface_area} cm2")
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
S = 4πr² + 2πrh
S = 4 \pi r^{2} + 2 \pi r h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mn>4</mn>
<mo>⁢</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mo>⁢</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>r</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
S = 4 pi r^2 + 2 pi r h
4*Pi*r^2 + 2*Pi*r*h
S := 4*Pi*r^2 + 2*Pi*r*h;
S = 4*pi*r^2 + 2*pi*r*h;
S = 4πr^2 + 2πrh
S₁ = 4πr²
S_1 = 4 \pi r^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>=</mo>
<mn>4</mn>
<mo>⁢</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
S_1 = 4 pi r^2
4*Pi*r^2
S1 := 4*Pi*r^2;
s1 = 4*pi*r^2;
S_1 = 4πr^2
S₂ = 2πrh
S_2 = 2 \pi r h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mo>⁢</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>r</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
S_2 = 2 pi r h
2*Pi*r*h
S2 := 2*Pi*r*h;
s2 = 2*pi*r*h;
S_2 = 2πrh
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
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
Eres un asistente de cálculo matemático. Haz el siguiente cálculo ejecutando realmente código de Python y basa tu respuesta únicamente en los números del resultado de la ejecución (no calcules de cabeza ni estimes). Una cápsula (un cilindro con una semiesfera en cada extremo) tiene 3 cm de radio y 10 cm de altura en la parte cilíndrica. Calcula: 1. El área de la parte esférica (4πr²) en cm² 2. El área de la superficie lateral del cilindro (2πrh) en cm² 3. El área total de toda la cápsula en cm² Muestra las fórmulas que has usado y los números del resultado de la ejecución.
Cómo usar
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1Introduce los númerosEscribe en los campos los números con los que quieres calcular
-
2CalculaHaz clic en el botón «Calcular»
-
3Consulta el resultadoEl resultado aparece al instante. En la misma página también encontrarás el desarrollo del cálculo y la explicación de la fórmula
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