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확률과 무작위 계산기
독립사건 확률
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두 사건 확률 역산
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반복 시행의 확률
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조건부확률·베이즈
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기댓값 계산기
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이항분포 계산기
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순열·조합
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원순열·염주순열
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중복순열·중복조합
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난수 생성기
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평균과 통계 계산기
평균 계산기
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대푯값 계산기
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표준편차 계산기
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사분위수 계산기
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도수분포표 계산기
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상관계수 계산기
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정규분포 확률
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z점수 계산기
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신뢰구간 계산기
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표본 크기 계산기
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표지 재포획법
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증감률 계산기
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퍼센트 차이
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오차율 계산기
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비례식 계산기
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할인율 계산기
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부가세 계산기
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마진율 계산기
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속력 계산기
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밀도와 농도 계산기
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몰 농도 계산기
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분자량·몰 질량
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옴의 법칙 계산
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와트·암페어 변환
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저항 색 코드
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전압강하 계산
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단위 변환 계산기
평 ↔ m² 환산
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무게 단위 변환
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신발 사이즈 변환
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정수와 양수·음수 계산기
나눗셈 세로셈
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최소공배수
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최대공약수
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양수 음수 계산기
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소인수분해
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일차부정방정식
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나머지 계산기
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약수 계산기
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로마 숫자 변환
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분수·소수와 어림하기 계산기
분수 계산기
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대분수 계산기
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약분 계산기
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분수 → 소수 변환
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소수 → 분수 변환
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반올림 계산기
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방정식과 부등식 계산기
일차방정식 계산기
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연립방정식 계산기
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근의 공식
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절댓값 방정식
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이차부등식 계산기
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다항식과 전개 계산기
이항정리 계산기
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제곱근과 거듭제곱근 계산기
근호 계산기
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거듭제곱근 계산
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지수와 로그 계산기
거듭제곱 계산기
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로그 계산기
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상용로그와 자릿수
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과학적 표기법
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과학적 표기법 계산
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반감기 계산기
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복소수 계산기
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복소수 극형식
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드무아브르 정리
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함수와 그래프 계산기
기울기 계산기
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일차함수 계산기
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정비례·반비례
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이차함수 계산기
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두 점 사이의 거리
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3차원 거리 계산
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내분점·외분점
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점과 직선의 거리
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위도·경도 거리
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완전제곱식 계산기
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원의 방정식 계산기
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이차곡선 계산기
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극좌표 변환 계산기
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수열 계산기
등차수열 계산기
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등비수열 계산기
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피보나치 수열
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점화식 계산기
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벡터 계산기
벡터 계산기
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외적 계산기
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행렬 계산기
행렬 계산기
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행렬식 계산기
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역행렬 계산기
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평면도형 계산기
삼각비 계산기
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도 ⇔ 라디안 변환
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삼각함수의 합성
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삼각형 계산기
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삼각형 넓이 계산기
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직각삼각형 계산
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피타고라스 정리
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다각형의 내각·외각
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닮음비·넓이·부피
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평행선과 각
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직사각형의 넓이
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평행사변형 넓이
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사다리꼴 넓이
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원 계산기
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부채꼴 넓이
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원주각 계산기
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타원 넓이
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정육면체 부피
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정육면체 겉넓이
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직육면체 부피
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직육면체 겉넓이
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원기둥 부피
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구의 부피
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구결의 부피
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타원체의 부피
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타원체의 겉넓이
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사각뿔의 부피
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원뿔의 부피
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캡슐 부피
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SEO 유입 예측
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손익분기점 계산기
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마진율·마크업률
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CAGR 계산기
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건강과 피트니스 계산기
BMI 계산기
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수면 주기 계산기
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칼로리 계산기
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기초대사량 계산기
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TDEE 계산기
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표준체중 계산기
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체지방률 계산기
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제지방량 계산기
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단백질 계산기
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탄수화물 계산기
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지방 섭취량 계산기
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예상키 계산기
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골프 핸디캡
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열지수 계산기
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겨울 체감온도
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이슬점 계산기
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진법 변환
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다운로드 시간 계산
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가전 전기요금
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연간 kWh→전기요금
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에어컨 평형 계산
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에어컨 전기요금
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난방 전기요금 비교
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가스 vs 전기 요금
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LED 교체 절약액
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급여 환산
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자동차 계산기
주유비 계산기
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전기차 충전 요금
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연비 계산기
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타이어 사이즈 계산
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태양광 발전량
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태양광 패널 장수
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태양광 회수기간
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ESS 용량·사용 시간
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집과 DIY 계산기
타일 수량 계산
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계단 치수 계산
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콘크리트 물량
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벽·천장·바닥 면적
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벽지 계산기
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페인트 계산기
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마루 계산기
마루 계산기
외벽 면적 계산
외벽 면적 계산
자갈 계산기
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몰탈 배합 계산
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경사도 계산
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목재 재단 계산
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건폐율·용적률
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장판 필요량
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단열재 필요량
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커튼 사이즈
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TV 크기·시청 거리
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흙·배양토 필요량
흙·배양토 필요량
잔디 평수·장수
잔디 평수·장수
블록 담장 수량
블록 담장 수량
벽돌 필요 장수
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데크 자재 계산
데크 자재 계산
경사로 길이
경사로 길이
피스 가이드 홀
피스 가이드 홀
필요 환기량
필요 환기량
페인트 희석
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걸레받이 계산기
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블라인드 사이즈
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액자 거는 높이
액자 거는 높이
배수 구배·높이차
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피스 수량 계산
피스 수량 계산
목재 재 계산
목재 재 계산
펜스 자재 계산
펜스 자재 계산
목재 수축량 계산
목재 수축량 계산
실리콘 필요량
실리콘 필요량
방 열손실 계산기
방 열손실 계산기
가구 반입 계산기
가구 반입 계산기
이사 박스 개수
이사 박스 개수
수납 용량 계산기
수납 용량 계산기
합판 재단 계산기
합판 재단 계산기
선반 처짐 계산
선반 처짐 계산

구결(구를 평면으로 자른 부분)의 부피 계산기(V = πh²(3R − h) ÷ 3)

밑면(자른 면의 원)의 반지름 r, 원래 구의 반지름 R, 높이 h 중 아는 두 가지를 입력하세요. 나머지 하나와 부피를 계산합니다.

길이는 0 이상의 수만 같은 단위로 맞춰 입력하세요(단위 없이 수만). 나머지 한 항목은 비워 둡니다. 밑면의 반지름과 구의 반지름으로 계산할 때는 답이 두 가지로 표시될 수 있습니다.
계산 결과·도형
왼쪽 입력란의 세 항목 중 두 개에 값을 넣고 ‘계산’을 누르면 여기에 결과가 표시됩니다.

이 페이지에서 할 수 있는 것

  • 구를 평면으로 싹둑 잘라 낸 입체도형 ‘구결’의 부피를 바로 알 수 있습니다. 둥근 돔이나 엎어 놓은 그릇 같은 모양이며, 둥근 곡면 부분은 ‘구관’이라고 부릅니다(영어로는 둘 다 spherical cap)
  • 밑면(자른 면의 원)의 반지름 \(r\), 원래 구의 반지름 \(R\), 높이 \(h\)의 세 가지 중 아는 두 가지만 넣으면 나머지 하나도 자동으로 계산합니다
  • 밑면의 반지름과 구의 반지름으로 계산할 때는 자르는 위치가 구의 중심보다 위인지 아래인지에 따라 답이 두 가지가 될 수 있습니다. 그런 경우에도 두 답을 함께 보여 줍니다
  • 계산한 구결을 3D 그림으로도 보여 줍니다(마우스로 끌어서 돌릴 수 있고, 자르기 전의 구도 옅은 선으로 표시합니다)
  • 공식의 쉬운 해설과 Excel·Google 스프레드시트·Python용 복사해서 쓰는 수식도 이 페이지에 정리되어 있습니다
세 값은 모두 같은 단위로 맞춰 입력하세요(cm라면 모두 cm). 부피는 그 단위의 세제곱(cm로 입력하면 cm³, m로 입력하면 m³)이 됩니다.

이 계산은 어디에 쓰일까요?

구 모양 탱크에 남은 액체의 양을 깊이로 계산하기(공업·기반 시설)

석유나 액화 가스를 저장하는 구 모양 탱크에서는 고여 있는 액체 부분이 정확히 구결 모양이 되므로, 액면의 깊이 \(h\)를 재면 이 공식으로 남은 양을 알 수 있습니다. 예를 들어 반지름 2 m인 구 모양 탱크에 깊이 0.5 m까지 액체가 들어 있을 때 남은 양은 \(\pi \times 0.5^2 \times (3 \times 2 - 0.5) \div 3 \fallingdotseq 1.44\,\mathrm{m^3}\)(약 1440 L)입니다.
센서로 잰 깊이를 부피로 환산하는 것이 이 공식의 가장 대표적인 실무 쓰임새입니다.

둥근 그릇·볼에 담긴 양 어림하기(요리)

반구에 가까운 모양의 볼(반지름 6 cm)에 국을 깊이 3 cm까지 담으면 국의 모양은 구결이므로, 양은 \(\pi \times 3^2 \times (3 \times 6 - 3) \div 3 = 45\pi \fallingdotseq 141\,\mathrm{cm^3}\)(약 141 mL)로 어림할 수 있습니다.
볼 가득(반구)이면 약 452 mL이므로 ‘깊이가 절반이어도 양은 절반보다 훨씬 적다(3분의 1 이하)’는 것을 계산으로 알 수 있습니다. 담는 양이나 레시피의 분량 감각에도 도움이 되는, 가장 가까운 응용 예입니다.

돔 지붕·천체 투영관의 내부 공간 어림하기(건축)

돔 모양의 지붕이나 천장은 구결 모양으로 어림할 수 있습니다. 예를 들어 지름 120 m(자른 면의 반지름 60 m), 높이 40 m인 돔이라면 원래 구의 반지름은 \(R = (40^2 + 60^2) \div (2 \times 40) = 65\,\mathrm{m}\)이고, 내부 공간은 약 26만 m³로 계산할 수 있습니다.
이 공간의 크기는 냉난방·환기·소리의 울림을 설계할 때의 출발점이 됩니다(실제 돔은 정확한 구결이라고 할 수 없으므로 어디까지나 어림값입니다).

표면에 올라앉은 물방울의 부피 재기(인쇄·도장·반도체 기술)

잎 위의 물방울이나 잉크젯 프린터의 잉크 방울처럼 표면에 올라앉은 작은 방울은 표면장력 때문에 거의 구결 모양이 됩니다. 연구나 제조 현장에서는 옆에서 찍은 사진으로 방울의 자른 면의 반지름과 높이를 재고, 이 공식으로 부피를 구합니다.
재료가 얼마나 잘 젖는지(접촉각)를 평가할 때도 쓰이는, 아주 작은 세계에서도 활약하는 공식입니다.

렌즈의 둥글게 부푼 부분의 모양 다루기(광학)

안경이나 카메라 렌즈의 둥글게 부푼 면은 구면의 일부(구관)이고, 부푼 부분의 모양은 바로 구결입니다. 렌즈를 갈아 만들 때 깎아 내는 양이나 재료의 부피를 어림하는 데 이 공식이 쓰여 왔습니다.
콘택트렌즈처럼 얇은 돔 모양의 설계에서도 자른 면의 반지름·구의 반지름·높이의 관계(이 페이지의 공식 2~공식 4)가 기본이 됩니다.

공식과 그림

구결의 부피 공식(구의 반지름과 높이로 구하기)
그림
수학 표기 (일반적인 수식)
\(V\) \(=\) \(\pi\) \(\times\) \(h\) \(2\) \(\times\) \((\) \(3 \times\) \(R\) \(-\) \(h\) \()\) \(\div 3\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
⑥ 구결의 부피 \(V\) \(=\) ③ 원주율 \(\pi\) \(\times\) ① 높이 \(h\) ② 제곱(같은 수를 2번 곱하기) \(\times\) \((\) \(3 \times\) ④ 구의 반지름 \(R\) \(-\) 높이 \(h\) \()\) ⑤ \(\div 3\)
공식을 말로 읽으면
① 높이(\(h\)) 를
② 제곱(같은 수를 2번 곱하기) 하고,
③ 원주율(\(\pi\), 약 3.14) 을 곱한 뒤,
④ 여기에 구의 반지름(\(R\)) 을 3배 한 것에서 높이 \(h\)를 뺀 ‘\(3R - h\)’를 곱하고,
⑤ 마지막으로 3으로 나누면
⑥ 구결의 부피(\(V\)) 가 됩니다
간단한 예
반지름 2 cm인 구를 꼭대기로부터의 높이가 1 cm가 되도록 잘라 낸 구결(엎어 놓은 그릇 같은 모양)의 부피는
구결의 부피 \(V\) \(=\) 원주율 \(\pi\) \(\times\) 높이(1 cm) 제곱 \(\times\) \((\) \(3 \times\) 구의 반지름(2 cm) \(-\) 높이(1 cm) \()\) \(\div 3\)
\(\pi \times 1^{2} \times (3 \times 2 - 1) \div 3 = \pi \times 5 \div 3 = \dfrac{5}{3}\pi\)
\(\dfrac{5}{3}\pi \fallingdotseq \dfrac{5}{3} \times 3.14 \fallingdotseq 5.2\,\mathrm{cm^3}\)
이해의 핵심
가장 많이 하는 실수는 높이 \(h\)를 ‘제곱’할 것을 ‘2배’로 착각하는 것입니다. 이 공식은 높이 \(h\)와 구의 반지름 \(R\)의 두 값만으로 정해지며, 밑면의 반지름 \(r\)은 나오지 않습니다(\(h\)와 \(R\)이 정해지면 \(r\)은 저절로 정해지기 때문입니다). 반구(\(h = R\))를 넣으면 \(V = \dfrac{2}{3}\pi R^3\)으로 구의 부피의 정확히 절반이 되고, \(h = 2R\)(지름 전체)이면 \(\dfrac{4}{3}\pi R^3\)으로 구 전체와 일치합니다. 밑면의 반지름 \(r\)과 높이 \(h\)로 바로 구하고 싶을 때는 같은 공식을 바꿔 쓴 \(V = \pi h (3r^2 + h^2) \div 6\)이라는 꼴도 있습니다.
구의 반지름 \(R\)을 구하는 공식(밑면의 반지름과 높이로)
그림
수학 표기 (일반적인 수식)
\(R\) \(=\) \((\) \(h\) \(2\) \(+\) \(r\) \(2\) \()\) \(\div\) \((\) \(2 \times\) \(h\) \()\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
⑤ 구의 반지름 \(R\) \(=\) \((\) ① 높이 \(h\) ② 제곱(같은 수를 2번 곱하기) \(+\) ③ 밑면의 반지름 \(r\) 제곱 \()\) \(\div\) \((\) \(2 \times\) ④ 높이 \(h\) \()\)
공식을 말로 읽으면
① 높이(\(h\)) 를
② 제곱(같은 수를 2번 곱하기) 하고,
③ 밑면의 반지름(\(r\)) 도 제곱해서 둘을 더한 다음,
④ 그 합을 높이(\(h\)) 를 2배 한 ‘\(2h\)’로 나누면
⑤ 구의 반지름(\(R\)) 이 됩니다
간단한 예
자른 면의 원의 반지름이 1 m, 높이가 0.5 m인 돔 모양의 물체에서 원래 구의 반지름은
구의 반지름 \(R\) \(=\) \((\) 높이(0.5 m) 제곱 \(+\) 밑면의 반지름(1 m) 제곱 \()\) \(\div\) \((\) \(2 \times\) 높이(0.5 m) \()\)
\(R = (0.5^{2} + 1^{2}) \div (2 \times 0.5) = 1.25 \div 1\)
\(1.25 \div 1 = 1.25\,\mathrm{m}\)
이해의 핵심
이 공식의 정체는 중학교에서 배우는 피타고라스 정리입니다. 구의 중심, 자른 면의 원의 중심, 자른 면의 가장자리 세 점을 이으면 직각삼각형이 생기고, \(r^2 + (R - h)^2 = R^2\)이 성립합니다. 이것을 \(R\)에 대해 푼 것이 이 공식입니다. ‘구의 일부(조각)만 남아 있는데도 원래 구의 크기를 알 수 있다’는 것이 이 공식의 재미있는 점으로, 깨진 그릇 조각으로 원래 크기를 짐작하는 것과 같은 발상입니다.
높이 \(h\)를 구하는 공식(밑면의 반지름과 구의 반지름으로, 답은 두 가지)
그림
수학 표기 (일반적인 수식)
\(h\) \(=\) \(R\) \(\pm\) \(\sqrt{R^{2} - r^{2}}\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
④ 구결의 높이 \(h\) \(=\) ① 구의 반지름 \(R\) ③ \(\pm\) ② 제곱의 차 \(R^2 - r^2\)의 제곱근
공식을 말로 읽으면
① 구의 반지름(\(R\)) 을 바탕으로
② 제곱의 차(\(R^2 - r^2\))의 제곱근 을 계산하고(구의 반지름 \(R\)의 제곱에서 밑면의 반지름 \(r\)의 제곱을 빼고, 그 루트를 씌웁니다),
③ 그것을 ‘빼는’ 경우와 ‘더하는’ 경우의 두 가지를 생각하면(기호 ±는 ‘−와 + 둘 다 있을 수 있다’는 뜻)
④ 구결의 높이(\(h\)) 가 (보통 두 가지) 구해집니다
간단한 예
자른 면의 원의 반지름이 1 m, 원래 구의 반지름이 2 m일 때 구결의 높이는
구결의 높이 \(h\) \(=\) 구의 반지름(2 m) \(\pm\) ‘2² − 1²’의 제곱근
\(\sqrt{2^{2} - 1^{2}} = \sqrt{4 - 1} = \sqrt{3} \fallingdotseq 1.732\)
\(h = 2 - 1.732 = 0.268\,\mathrm{m}\)
\(h = 2 + 1.732 = 3.732\,\mathrm{m}\)
이해의 핵심
답이 두 가지 나오는 것은 같은 크기의 자른 면이라도 ‘구의 중심보다 위에서 자르는 경우(얕은 그릇)’와 ‘중심보다 아래에서 자르는 경우(깊은 항아리)’의 두 가지 구결을 만들 수 있기 때문입니다. 딱 \(r = R\)(자른 면이 구의 중심을 지남)일 때만 \(\sqrt{R^2 - r^2} = 0\)이 되어 답은 한 가지(반구, \(h = R\))입니다. 또 \(r > R\)로는 할 수 없습니다(구보다 큰 자른 면은 만들 수 없기 때문입니다).
밑면의 반지름 \(r\)을 구하는 공식(구의 반지름과 높이로)
그림
수학 표기 (일반적인 수식)
\(r\) \(=\) \(\sqrt{2Rh - h^{2}}\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
② 밑면의 반지름 \(r\) \(=\) ① \(2Rh - h^2\)의 제곱근
공식을 말로 읽으면
① 구의 반지름 \(R\)의 2배에 높이 \(h\)를 곱한 것에서 높이 \(h\)의 제곱을 빼고, 그 값(\(2Rh - h^2\))의 제곱근 을 계산하면
② 밑면의 반지름(\(r\)) 이 됩니다
간단한 예
원래 구의 반지름이 2 cm, 높이가 1 cm인 구결에서 자른 면의 원의 반지름은
밑면의 반지름 \(r\) \(=\) ‘2 × 2 × 1 − 1²’의 제곱근
\(r = \sqrt{2 \times 2 \times 1 - 1^{2}} = \sqrt{3} \fallingdotseq 1.73\,\mathrm{cm}\)
이해의 핵심
이것도 정체는 피타고라스 정리로, \(r^2 = R^2 - (R - h)^2\)의 우변을 전개해 정리한 꼴입니다. \(r = \sqrt{h(2R - h)}\)로 묶어 쓸 수도 있습니다. 높이가 지름 전체(\(h = 2R\))일 때는 \(r = 0\)이 되어 자른 면이 없는 구 전체로 돌아갑니다. 공식 1의 예(반지름 2 cm, 높이 1 cm)에서는 \(r = \sqrt{3} \fallingdotseq 1.73\,\mathrm{cm}\)입니다. 이 \(r = \sqrt{3}\)과 \(R = 2\)를 공식 3에 넣으면 \(h = 2 \pm \sqrt{4 - 3} = 1\) 또는 \(3\)이 되어, 해의 하나로 원래 높이 1 cm가 제대로 돌아옵니다.
구결(구관)의 부피는 ‘V = π × 높이의 제곱 × (3 × 구의 반지름 − 높이) ÷ 3’으로, 높이와 구의 반지름 두 값만으로 정해집니다. 밑면의 반지름, 구의 반지름, 높이는 피타고라스 정리로 이어져 있으므로, 어느 두 값을 알면 나머지 하나는 계산으로 구할 수 있습니다.

용어·기호 해설

기호

\(V\) 브이 부피를 나타낼 때 자주 쓰는 기호입니다. 영어 volume(부피)의 첫 글자로, 이 페이지에서는 구결의 부피를 나타냅니다.
\(r\) 알(소문자) 밑면(자른 면의 원)의 반지름입니다. 구를 평면으로 잘랐을 때 생기는 원의 반지름이며, 영어 radius(반지름)의 첫 글자입니다.
\(R\) 알(대문자) 원래 구의 반지름입니다. 잘라 내기 전 공 전체의 반지름으로, 자른 면의 원의 반지름 \(r\)(소문자)과 구별하기 위해 대문자로 씁니다.
\(h\) 에이치 구결의 높이입니다. 자른 평면에서 구결의 가장 높은 곳(꼭대기)까지의 거리이며, 영어 height(높이)의 첫 글자입니다.
\(\pi\) 파이 원주율입니다. 원주가 지름의 몇 배인지를 나타내는 상수로, 약 3.14159…로 끝없이 이어지는 수입니다. 초등학교에서는 3.14로 계산합니다.
\(\pm\) 플러스마이너스 ‘+인 경우와 −인 경우의 두 가지가 있다’는 것을 한꺼번에 나타내는 기호입니다. 이 페이지에서는 높이의 답이 두 가지일 수 있음을 나타냅니다.
\(\sqrt{\phantom{a}}\) 루트(근호) 제곱근(제곱하면 그 수가 되는 수)을 나타내는 기호입니다. 예: \(\sqrt{9} = 3\)(\(3^2 = 9\)이므로).
\(\mathrm{cm^3}\) 세제곱센티미터 부피의 단위입니다. 한 모서리가 1 cm인 정육면체의 부피가 1 cm³입니다. 넓이의 단위 cm²(제곱센티미터)와 구별하세요.
\(\mathrm{L}\) 리터 물 같은 것의 양(부피)에 자주 쓰는 단위입니다. \(1\,\mathrm{L} = 1000\,\mathrm{cm^3}\)입니다(1 L 우유 팩 하나가 딱 1 L입니다).

용어

구결 구를 하나의 평면으로 싹둑 잘랐을 때 생기는 조각 입체도형입니다. 엎어 놓은 그릇 같은 모양이며, 이 계산기가 부피를 구하는 것이 이 입체도형입니다.
구관 구결의 겉면 가운데 둥글게 부푼 곡면 부분을 부르는 이름입니다. 입체도형 자체(구결)와 구별해서 쓰지만, 입체도형을 ‘구관’이라고 부르기도 합니다. 영어로는 둘 다 spherical cap(구의 뚜껑)입니다.
반구 구를 중심을 지나는 평면으로 자른 입체도형입니다. 높이 = 구의 반지름(\(h = R\))인 특별한 구결이며, 부피는 구 전체의 정확히 절반입니다.
밑면 구결의 평평한 면, 즉 자른 면의 원입니다. 이 원의 반지름이 \(r\)입니다.
피타고라스 정리 직각삼각형에서 ‘빗변의 제곱 = 나머지 두 변의 제곱의 합’이 성립한다는 정리입니다. 구결에서는 \(r^2 + (R - h)^2 = R^2\)이 성립하고, \(r\), \(R\), \(h\) 중 두 값으로 나머지를 구하는 공식은 모두 여기에서 이끌어 냅니다.
제곱근 제곱하면 그 수가 되는 수입니다. 9의 제곱근은 3과 −3이지만, 길이 계산에서는 양수 쪽(\(\sqrt{9} = 3\))만 씁니다.
부피 입체도형이 차지하는 공간의 크기를 수로 나타낸 것입니다. ‘한 모서리가 1 cm인 정육면체(1 cm³)가 몇 개 들어가는가’로 잽니다.

먼저 알아 두면 좋은 내용

이 페이지의 계산을 ‘뜻을 알고’ 쓸 수 있도록, 먼저 알아 두면 좋은 내용을 정리했습니다.

원과 원주율(초등학교 6학년, 11~12세)
  • 원주율 π(약 3.14)가 ‘원주는 지름의 몇 배인가’를 나타내는 정해진 수임을 알 것
  • 반지름과 지름의 관계(지름 = 반지름 × 2)를 알 것
부피의 뜻과 단위(초등학교 6학년, 11~12세)
  • 부피를 ‘한 모서리가 1 cm인 정육면체(1 cm³)가 몇 개인가’로 나타낼 수 있음을 알 것
  • cm³·m³·L 단위를 읽고 쓸 수 있고, \(1\,\mathrm{L} = 1000\,\mathrm{cm^3}\)의 관계를 알 것
거듭제곱과 지수(중학교 1학년, 12~13세)
  • \(h^2 = h \times h\)처럼 ‘제곱’이 같은 수를 2번 곱하는 것임을 알 것
구의 부피(중학교 1학년, 12~13세)
  • 구의 부피 공식 \(V = \dfrac{4}{3}\pi r^3\)을 알고 있을 것(반구나 구 전체와 답을 맞춰 볼 때 쓸 수 있습니다)
제곱근(중학교 3학년, 14~15세)
  • \(\sqrt{9} = 3\)처럼 제곱근(제곱하면 그 수가 되는 수)의 뜻을 알 것
  • \(\sqrt{3} \fallingdotseq 1.73\) 같은 어림값을 써서 계산할 수 있을 것
피타고라스 정리(중학교 2~3학년, 13~15세)
  • 직각삼각형에서 ‘빗변의 제곱 = 나머지 두 변의 제곱의 합’(\(a^2 + b^2 = c^2\))이 성립함을 알 것
  • 구결의 단면에서 직각삼각형을 찾아 \(r^2 + (R - h)^2 = R^2\)의 관계를 읽어 낼 수 있을 것

Excel로 계산하는 방법

아래 표를 통째로 복사해 Excel의 A1 셀에 붙여 넣으면 그대로 사용할 수 있습니다.
‘구의 반지름과 높이로 부피’를 구하는 표
구의 반지름 R 2
높이 h 1
구결의 부피 =PI()*B2^2*(3*B1-B2)/3
‘밑면의 반지름과 높이로 구의 반지름’을 구하는 표
밑면의 반지름 r 1
높이 h 0.5
구의 반지름 R =(B2^2+B1^2)/(2*B2)
‘밑면의 반지름과 구의 반지름으로 높이(두 가지)’를 구하는 표
밑면의 반지름 r 1
구의 반지름 R 2
높이(해 1) =B2-SQRT(B2^2-B1^2)
높이(해 2) =B2+SQRT(B2^2-B1^2)
‘구의 반지름과 높이로 밑면의 반지름’을 구하는 표
구의 반지름 R 2
높이 h 1
밑면의 반지름 r =SQRT(2*B1*B2-B2^2)
붙여 넣으면 A열에 항목 이름, B열에 수가 들어갑니다. 위쪽 행이 입력 칸이고, 마지막 행의 수식이 입력 칸의 값으로 자동 계산합니다.
‘PI()’는 원주율 π, ‘SQRT()’는 제곱근을 계산하는 함수이고, ‘^’는 거듭제곱(제곱), ‘*’는 곱셈, ‘/’는 나눗셈 기호입니다.
예를 들어 첫 번째 표라면 B3에 약 5.24가 표시됩니다(반지름 2 cm, 높이 1 cm라면 cm³). 세 번째 표는 답이 두 가지 나오는 경우로, B3에 약 0.268, B4에 약 3.732가 표시됩니다. 입력 칸의 수를 자신의 값으로 바꾸기만 하면 됩니다.

Google 스프레드시트로 계산하는 방법

아래 표를 통째로 복사해 Google 스프레드시트의 A1 셀에 붙여 넣으면 그대로 사용할 수 있습니다.
‘구의 반지름과 높이로 부피’를 구하는 표
구의 반지름 R 2
높이 h 1
구결의 부피 =PI()*B2^2*(3*B1-B2)/3
‘밑면의 반지름과 높이로 구의 반지름’을 구하는 표
밑면의 반지름 r 1
높이 h 0.5
구의 반지름 R =(B2^2+B1^2)/(2*B2)
‘밑면의 반지름과 구의 반지름으로 높이(두 가지)’를 구하는 표
밑면의 반지름 r 1
구의 반지름 R 2
높이(해 1) =B2-SQRT(B2^2-B1^2)
높이(해 2) =B2+SQRT(B2^2-B1^2)
‘구의 반지름과 높이로 밑면의 반지름’을 구하는 표
구의 반지름 R 2
높이 h 1
밑면의 반지름 r =SQRT(2*B1*B2-B2^2)
Excel과 같은 수식(PI()·SQRT() 함수 포함)을 그대로 쓸 수 있습니다. 표를 통째로 복사해 A1 셀에 붙여 넣고, 입력 칸의 수를 자신의 값으로 바꾸세요.

Python으로 계산하는 방법

import math

ball_radius = 2   # 구의 반지름 R(이 예에서는 cm)
height = 1        # 구결의 높이 h

volume = math.pi * height ** 2 * (3 * ball_radius - height) / 3   # 구결의 부피(입력 단위의 세제곱)
base_radius = math.sqrt(2 * ball_radius * height - height ** 2)   # 밑면(자른 면의 원)의 반지름 r

print(f"구결의 부피: {volume} cm3")
print(f"밑면의 반지름: {base_radius} cm")
표준 라이브러리만으로 동작합니다. ‘math.pi’가 원주율 π, ‘math.sqrt’가 제곱근, ‘**’가 거듭제곱(제곱), ‘*’가 곱셈, ‘/’가 나눗셈 기호입니다. 맨 위의 구의 반지름과 높이를 바꿔 실행하세요(cm로 입력한 경우의 예입니다).

LaTeX 등 수식 언어로 쓰는 법(복사 가능)

구결의 부피 공식(구의 반지름과 높이로 구하기)
V = πh²(3R − h)/3
V = \dfrac{1}{3}\pi h^{2}(3R - h)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>V</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac><mn>1</mn><mn>3</mn></mfrac>
    <mi>&#x3C0;</mi>
    <msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
    <mo>(</mo>
    <mn>3</mn><mi>R</mi>
    <mo>&#x2212;</mo>
    <mi>h</mi>
    <mo>)</mo>
  </mrow>
</math>
V = (1/3) pi h^2 (3R - h)
Pi*h^2*(3*R - h)/3
V := Pi*h^2*(3*R - h)/3;
V = pi*h^2*(3*R - h)/3;
V = (1/3)πh^2(3R - h)
구의 반지름 \(R\)을 구하는 공식(밑면의 반지름과 높이로)
R = (h² + r²)/(2h)
R = \dfrac{h^{2} + r^{2}}{2h}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>R</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow><msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup></mrow>
      <mrow><mn>2</mn><mi>h</mi></mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
R = (h^2 + r^2)/(2h)
(h^2 + r^2)/(2*h)
R := (h^2 + r^2)/(2*h);
R = (h^2 + r^2)/(2*h);
R = (h^2 + r^2)/(2h)
높이 \(h\)를 구하는 공식(밑면의 반지름과 구의 반지름으로, 답은 두 가지)
h = R ± √(R² − r²)
h = R \pm \sqrt{R^{2} - r^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>h</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>R</mi>
    <mo>&#xB1;</mo>
    <msqrt>
      <mrow>
        <msup><mi>R</mi><mn>2</mn></msup>
        <mo>&#x2212;</mo>
        <msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
      </mrow>
    </msqrt>
  </mrow>
</math>
h = R +- sqrt(R^2 - r^2)
Solve[r^2 + (R - h)^2 == R^2, h]
solve(r^2 + (R - h)^2 = R^2, h);
h = [R - sqrt(R^2 - r^2), R + sqrt(R^2 - r^2)];
h = R ± √(R^2 - r^2)
밑면의 반지름 \(r\)을 구하는 공식(구의 반지름과 높이로)
r = √(2Rh − h²)
r = \sqrt{2Rh - h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>r</mi>
    <mo>=</mo>
    <msqrt>
      <mrow>
        <mn>2</mn><mi>R</mi><mi>h</mi>
        <mo>&#x2212;</mo>
        <msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
      </mrow>
    </msqrt>
  </mrow>
</math>
r = sqrt(2Rh - h^2)
Sqrt[2*R*h - h^2]
r := sqrt(2*R*h - h^2);
r = sqrt(2*R*h - h^2);
r = √(2Rh - h^2)

ChatGPT 에게 물어서 계산하는 방법

당신은 산수·수학 계산 도우미입니다. 다음 계산을 반드시 Python 코드를 실제로 실행해서 하고, 실행 결과의 수치만을 근거로 답하세요(암산이나 추측으로 답하지 마세요).

반지름 2 cm인 구를 꼭대기로부터의 높이가 1 cm가 되도록 평면으로 잘라 낸 입체도형(구결)이 있습니다.
다음 값을 각각 구하세요.
1. 이 구결의 부피는 몇 cm³인가(V = π × h² × (3R − h) ÷ 3)
2. 자른 면의 원(밑면)의 반지름은 몇 cm인가(r = √(2Rh − h²))

계산에 사용한 식과 실행 결과의 수치를 보여 주세요.

사용법
  1. 1
    숫자 입력
    계산하고 싶은 숫자를 입력란에 입력합니다
  2. 2
    계산
    ‘계산’ 버튼을 누릅니다
  3. 3
    결과 확인
    계산 결과가 바로 표시됩니다. 계산의 원리와 공식 해설도 같은 페이지에서 확인할 수 있습니다
  DataChef의 특징
간단하고 무료
무료로 횟수 제한 없이 변환
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