Inserisci il raggio e l’altezza della parte cilindrica della capsula (un cilindro con una semisfera a ogni estremità). Ottieni l’area totale (S = 4πr² + 2πrh), il dettaglio e la conversione di unità tra cm² e m².
Indice
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Cosa puoi fare in questa pagina
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A cosa serve questo calcolo?
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Come si usa
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Formule e figure
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Simboli e termini
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Cosa conviene sapere prima
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Come calcolarlo con Excel
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Come calcolarlo con Fogli Google
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Come calcolarlo con Python
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La formula in LaTeX e in altre notazioni matematiche (da copiare)
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Come chiedere a ChatGPT di fare il calcolo
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I punti di forza di DataChef
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Funzioni correlate
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Tutte le calcolatrici di NumberChef
Cosa puoi fare in questa pagina
- Inserisci il raggio e l’altezza della parte cilindrica e ottieni subito l’area totale della capsula (un cilindro con una semisfera a ogni estremità): \(S = 4\pi r^2 + 2\pi r h\)
- Mostra anche il dettaglio: l’area della parte sferica (\(4\pi r^2\)) e l’area laterale del cilindro (\(2\pi r h\))
- Mostra anche la conversione di unità dell’area (in m² se inserisci i cm, in cm² se inserisci i m)
- Il risultato è mostrato anche come figura 3D. Puoi ruotarla con il mouse o con un tocco del dito per vederne bene la forma
- In questa stessa pagina trovi anche una spiegazione semplice delle formule e le formule da copiare per Excel, Fogli Google e Python
A cosa serve questo calcolo?
Una capsula di farmaco può essere rivestita con uno strato (un film) per nascondere il sapore o l’odore, o per farla sciogliere nell’intestino e non nello stomaco. La quantità di rivestimento necessaria è proporzionale all’area totale della capsula.
Per una capsula con raggio di 0,35 cm e altezza della parte cilindrica di 1,2 cm (lunghezza totale di circa 1,9 cm; misure di esempio) l’area totale è \(4\pi \times 0{,}35^2 + 2\pi \times 0{,}35 \times 1{,}2 \approx 4{,}2\,\mathrm{cm^2}\). Per produrne 100.000 il film da applicare è di circa 42 m² in tutto, e questo numero è la base per stabilire la quantità di materiale da preparare.
Per i serbatoi in pressione di GPL e simili si usa spesso la forma a capsula, un cilindro con le due estremità a semisfera, che resiste bene alla pressione. Per ridipingere con la vernice antiruggine, la quantità di vernice si stima dall’area totale.
Per un serbatoio con raggio di 1 m e parte cilindrica lunga 4 m (misure di esempio), l’area totale è \(4\pi \times 1^2 + 2\pi \times 1 \times 4 = 12\pi \approx 37{,}7\,\mathrm{m^2}\). Con una vernice che copre 30 m² per latta servono 2 latte: il calcolo dell’ordine si fa con questa formula (in pratica si aggiunge un po’ per le tubazioni e per i piedi).
Un würstel è un alimento quasi a forma di capsula: l’impasto è racchiuso in un involucro che si chiama budello. La quantità di budello che serve dipende dall’area totale di ogni pezzo.
Per un würstel con raggio di 1 cm e parte cilindrica di 13 cm (misure di esempio) l’area totale è \(4\pi \times 1^2 + 2\pi \times 1 \times 13 = 30\pi \approx 94{,}2\,\mathrm{cm^2}\). Per produrne 1000 servono circa 9,4 m² di budello (in pratica se ne prende un po’ in più per i legacci).
Anche i bollitori ad accumulo dell’acqua calda (scaldacqua elettrici o a pompa di calore) hanno spesso una forma cilindrica con le estremità arrotondate, vicina a una capsula. Il calore dell’acqua si disperde dalla superficie del serbatoio, quindi sia le perdite sia la quantità di isolante da avvolgere dipendono dall’area totale.
Per un serbatoio con raggio di 0,3 m e parte cilindrica alta 1,2 m (misure di esempio) l’area totale è \(4\pi \times 0{,}3^2 + 2\pi \times 0{,}3 \times 1{,}2 \approx 3{,}4\,\mathrm{m^2}\). A parità di capacità, la forma con la superficie più piccola disperde meno calore: è un principio di base della progettazione per il risparmio energetico che si ricava da questa formula.
Formule e figure
Simboli e termini
Simboli
| \(S\) | esse | La lettera che si usa di solito per un’area o una superficie. In questa pagina indica l’area totale dell’intera capsula. In molti libri di testo si scrive \(A_t\). |
| \(S_1\) | esse uno | In questa pagina indica «l’area della parte sferica» (\(4\pi r^2\)). Il piccolo 1 in basso a destra è un pedice che significa «prima parte». |
| \(S_2\) | esse due | In questa pagina indica «l’area laterale del cilindro» (\(2\pi r h\)). Il piccolo 2 in basso a destra è un pedice che significa «seconda parte». |
| \(r\) | erre | Il raggio della capsula (la metà della grossezza), uguale per la parte cilindrica e per le semisfere alle estremità. Dall’iniziale di «raggio»; misura la metà del diametro. |
| \(h\) | acca | L’altezza della parte cilindrica (la lunghezza della parte centrale diritta, senza le due semisfere). La lettera h viene dall’inglese «height» ed è quella che si usa nei libri di testo. La lunghezza totale della capsula è \(h + 2r\). |
| \(\pi\) | pi greco | La lettera greca che indica il pi greco: la lunghezza della circonferenza divisa per il diametro. Vale \(3{,}14159\ldots\) e le sue cifre decimali non finiscono mai; 3,14 è un’approssimazione molto usata. |
| \(r^2\) | erre al quadrato | Il numero \(r\) moltiplicato per se stesso (\(r \times r\)). Il piccolo 2 in alto a destra è un esponente che indica quante volte il numero compare come fattore. |
| \(\mathrm{cm^2}\) | centimetro quadrato | Un’unità di area. Un quadrato di 1 cm di lato ha un’area di 1 cm². |
| \(\mathrm{m^2}\) | metro quadrato | Un’unità di area. Un quadrato di 1 m di lato ha un’area di 1 m², e vale \(1\,\mathrm{m^2} = 10.000\,\mathrm{cm^2}\). |
Termini
| capsula | Un solido formato da un cilindro con una semisfera dello stesso raggio attaccata a ciascuna estremità. È una forma che si incontra spesso nelle cose di tutti i giorni e nei prodotti industriali, come le capsule dei farmaci e i serbatoi per i gas. |
| semisfera | Il solido che si ottiene tagliando una sfera esattamente a metà con un piano che passa dal centro. Le estremità della capsula sono semisfere e due semisfere insieme fanno una sfera intera. |
| area totale | L’area di tutta la superficie di un solido (si dice anche superficie totale). Corrisponde all’«area della carta» che serve per incartare il solido. Nella capsula è la somma della parte sferica e dell’area laterale del cilindro. |
| area laterale | L’area della superficie laterale, quella che gira intorno, di un solido a forma di colonna. Nel cilindro, aprendo la superficie laterale si ottiene un rettangolo e l’area è «circonferenza × altezza» (\(2\pi r h\)). |
| sviluppo | Il solido aperto con le forbici e disteso su un unico piano. Lo sviluppo della superficie laterale del cilindro è un rettangolo con «base = circonferenza, altezza = altezza», ed è da qui che nasce la formula dell’area laterale. |
| circonferenza | La lunghezza del contorno di un cerchio. Si trova come diametro × pi greco (\(2\pi r\)). Nell’area laterale del cilindro ha il ruolo della «base del rettangolo». |
| pi greco | Il numero che indica quante volte il diametro sta nella circonferenza. È uguale per qualsiasi cerchio, si scrive \(\pi\) e vale circa 3,14. |
| conversione di unità | Esprimere la stessa quantità in un’altra unità. Per l’area, il punto chiave è che il quadrato del fattore di conversione della lunghezza (1 m = 100 cm) è il fattore dell’area (1 m² = 10.000 cm²). |
Cosa conviene sapere prima
Ecco che cosa conviene sapere per usare il calcolo di questa pagina capendolo davvero, e non solo premendo il pulsante.
| Area del cerchio e circonferenza (scuola secondaria di primo grado, 11-14 anni) |
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| Unità di area (classi 4ª–5ª della primaria, 9-11 anni) |
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| Sviluppo e area laterale del cilindro (scuola secondaria di primo grado, 11-14 anni) |
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| Superficie della sfera (scuola secondaria di primo grado, 11-14 anni) |
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| Pi greco ed espressioni con le lettere (scuola secondaria di primo grado, 11-14 anni) |
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| Calcoli con i numeri decimali (classi 4ª–5ª della primaria, 9-11 anni) |
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Come calcolarlo con Excel
| Raggio r | 3 |
| Altezza della parte cilindrica h | 10 |
| Area totale della capsula | =4*PI.GRECO()*B1^2+2*PI.GRECO()*B1*B2 |
| Raggio r | 3 |
| Area della parte sferica (4πr²) | =4*PI.GRECO()*B1^2 |
| Raggio r | 3 |
| Altezza della parte cilindrica h | 10 |
| Area laterale del cilindro (2πrh) | =2*PI.GRECO()*B1*B2 |
| Area in cm² | 301,6 |
| Area in m² | =B1/10000 |
In una formula, «PI.GRECO()» è la funzione di Excel che restituisce il pi greco π (3,14159…), «B1» e «B2» significano «usa il numero di quella cella», «*» è la moltiplicazione, «/» la divisione e «^» la potenza (quante volte si moltiplica).
Nella prima tabella, per esempio, B3 mostra circa 301,593 (in cm², perché hai inserito i cm). La seconda tabella mostra circa 113,097 in B2, la terza circa 188,496 in B3 e la quarta 0,03016 in B2. Ti basta cambiare i dati con le misure della tua capsula.
Come calcolarlo con Fogli Google
| Raggio r | 3 |
| Altezza della parte cilindrica h | 10 |
| Area totale della capsula | =4*PI.GRECO()*B1^2+2*PI.GRECO()*B1*B2 |
| Raggio r | 3 |
| Area della parte sferica (4πr²) | =4*PI.GRECO()*B1^2 |
| Raggio r | 3 |
| Altezza della parte cilindrica h | 10 |
| Area laterale del cilindro (2πrh) | =2*PI.GRECO()*B1*B2 |
| Area in cm² | 301,6 |
| Area in m² | =B1/10000 |
Come calcolarlo con Python
import math
radius = 3 # raggio (in questo esempio, in cm)
height = 10 # altezza della parte cilindrica (nella stessa unità del raggio; attenzione: non è la lunghezza totale)
sphere_area = 4 * math.pi * radius ** 2 # area della parte sferica (due semisfere = una sfera; qui in cm2)
lateral_area = 2 * math.pi * radius * height # area laterale del cilindro (qui in cm2)
surface_area = sphere_area + lateral_area # area totale della capsula (qui in cm2)
print(f"Area della parte sferica: {sphere_area} cm2")
print(f"Area laterale del cilindro: {lateral_area} cm2")
print(f"Area totale della capsula: {surface_area} cm2")
La formula in LaTeX e in altre notazioni matematiche (da copiare)
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
Come chiedere a ChatGPT di fare il calcolo
Sei un assistente per i calcoli di matematica. Esegui il calcolo seguente eseguendo davvero codice Python e basa la risposta solo sui numeri del risultato dell’esecuzione (non calcolare a mente e non stimare). Una capsula (un cilindro con una semisfera a ogni estremità) ha raggio di 3 cm e altezza della parte cilindrica di 10 cm. Calcola: 1. L’area della parte sferica (4πr²) in cm² 2. L’area laterale del cilindro (2πrh) in cm² 3. L’area totale dell’intera capsula in cm² Mostra le formule che hai usato e i numeri del risultato dell’esecuzione.
Come si usa
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1Inserisci i numeriScrivi nei campi i numeri con cui vuoi fare il calcolo
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2CalcolaFai clic sul pulsante «Calcola»
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3Guarda il risultatoIl risultato compare subito. Nella stessa pagina trovi anche lo svolgimento del calcolo e la spiegazione della formula
I punti di forza di DataChef
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