球冠の表面積 計算ドリル(解答・解説)

  1. 半径10cmの球を、てっぺんから高さ2cmのところで切り取った球冠の、丸い曲面部分の面積を求めましょう。円周率は \(\pi\) のまま使います。
    解答:\(40\pi\) cm²
    曲面の面積の式に \(R = 10\)、\(h = 2\) を入れて計算します。 \(2 \times \pi \times R \times h = 2 \times \pi \times 10 \times 2 = 40\pi\) 底面の半径がわからなくても、\(R\) と \(h\) の2つだけで計算できるのがこの式のポイントです。
  2. 半径5cmの球をちょうど半分に切った半球の、丸い曲面部分の面積を求めましょう。円周率は \(\pi\) のまま使います。
    解答:\(50\pi\) cm²
    半球は高さ \(h = R = 5\)cm の球冠です。 \(2 \times \pi \times 5 \times 5 = 50\pi\) 球全体の表面積を計算すると次のようになります。 \(4\pi \times 5^{2} = 100\pi\) 曲面の面積はそのちょうど半分になっています。
  3. 底面(切り口の円)の半径が4cmの球冠の、底面の面積を求めましょう。円周率は \(\pi\) のまま使います。
    解答:\(16\pi\) cm²
    底面は半径4cmの普通の円です。 円の面積の式で計算します。 \(\pi \times 4^{2} = 16\pi\)
  4. 底面の半径3cm・高さ1cmのドーム形(球冠)があります。もとの球の半径を求めましょう。
    解答:5cm
    式6を使います。 \(R = \dfrac{h^{2} + r^{2}}{2h} = \dfrac{1 + 9}{2} = \dfrac{10}{2} = 5\) 小さなかけらから、もとの球の大きさが復元できました。
  5. 半径3cmの球を半分に切った半球について、曲面と切り口の円を合わせた「表面積の合計」を求めましょう。円周率は \(\pi\) のまま使います。
    解答:\(27\pi\) cm²
    曲面の面積を求めます(\(h = R = 3\)cm)。 \(2 \times \pi \times 3 \times 3 = 18\pi\) 切り口の円の面積を求めます。 \(\pi \times 3^{2} = 9\pi\) 2つを合わせます。 \(18\pi + 9\pi = 27\pi\)
問題ページを開く 球冠の表面積