請輸入圓柱的底面半徑和高。會顯示體積(V = πr²h)、底面積,以及 cm³、公升、m³ 的單位換算。
這個頁面可以做什麼
- 只要輸入底面半徑和高,就能當場求出圓柱的體積(\(V = \pi r^2 h\))
- 同時顯示底面積(\(\pi r^2\)),以及體積的單位換算(用 cm 輸入時換成公升、m³,用 m 輸入時換成 cm³)
- 計算結果也會用 3D 圖形顯示,可以用滑鼠或手指滑動旋轉,確認形狀
- 淺顯易懂的公式解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 的公式,也都整理在這個頁面
這個計算有什麼用?
直徑 22 cm(半徑 11 cm)、深 15 cm 的鍋子,裝得下的量是 \(\pi \times 11^2 \times 15 \approx 5702\,\mathrm{cm^3}\),也就是約 5.7 L(實際上不會裝到滿,可用的量大約是 8 成)。
「食譜的 2 公升水加上麵條,這個鍋子裝得下嗎?」「這個隨行杯裝得下一罐 350 mL 的飲料嗎?」都能在購買或料理前用數字確認。
半徑 0.3 m、高 1 m 的圓柱形雨水桶,可以儲存 \(\pi \times 0.3^2 \times 1 \approx 0.283\,\mathrm{m^3}\),也就是約 283 L 的水。
雨水不適合飲用,但停水時可以用來沖馬桶、打掃、澆花。由水桶的尺寸算出儲水量,就能估算停水時能撐幾天。
木材交易的基礎是「材積」(體積,以 m³ 為單位)。把直徑 30 cm(半徑 0.15 m)、長 4 m 的原木看作圓柱,材積是 \(\pi \times 0.15^2 \times 4 \approx 0.283\,\mathrm{m^3}\)。
實際的原木越往末端越細,所以實務上會用專用的材積公式或材積表計算,但它們的基礎就是圓柱體積的想法。
要在直徑 40 cm(半徑 0.2 m)、深 3 m 的圓柱形坑洞裡做基樁,每支需要的預拌混凝土是 \(\pi \times 0.2^2 \times 3 \approx 0.377\,\mathrm{m^3}\),10 支就是約 3.8 m³。
預拌混凝土以 m³ 為單位訂購,所以工地會用這個公式估算需要量再叫料。不夠會讓工程停擺,太多又要付廢棄費用,體積的計算直接關係到金錢。
直徑 15 cm(半徑 7.5 cm,俗稱 6 吋)、高 6 cm 的圓形蛋糕模,容積是 \(\pi \times 7.5^2 \times 6 \approx 1060\,\mathrm{cm^3}\)(約 1.1 L)。
食譜和手邊的模具尺寸不同時,材料要按體積的比例增減。高度相同時,由 15 cm 模換成 18 cm 模(俗稱 7 吋)是 \((9 \div 7.5)^2 = 1.44\) 倍。「材料改成食譜的 1.4 倍」這樣的判斷,就能靠計算而不是憑感覺。
公式與圖示
符號與用語解說
符號
| \(V\) | V | 常用來表示體積的符號,取自英文 volume(體積)的字首。 |
| \(r\) | r | 底面圓的半徑(中心到邊緣的長度),取自英文 radius(半徑)的字首,長度是直徑的一半。 |
| \(h\) | h | 圓柱的高(從底面到上面的垂直長度),取自英文 height(高度)的字首。 |
| \(\pi\) | pi | 表示圓周率的希臘字母。它是圓周長 ÷ 直徑的值,\(3.14159\ldots\) 無限延續下去。國小用的「3.14」是它的近似值。 |
| \(r^2\) | r 的平方 | 同一個數 \(r\) 乘 2 次的值(\(r \times r\))。右上角的小 2 是指數,意思是「乘 2 次」。 |
| \(S\) | S | 常用來表示面積的符號。本頁用來表示底面積(底面圓的面積 \(\pi r^2\))。 |
| \(\mathrm{cm^3}\) | 立方公分 | 體積的單位。邊長 1 cm 的正方體的體積是 1 cm³,讀作「立方公分」,且 1 cm³ = 1 mL。 |
| \(\mathrm{m^3}\) | 立方公尺 | 體積的單位。邊長 1 m 的正方體的體積是 1 m³,且 \(1\,\mathrm{m^3} = 1000000\,\mathrm{cm^3} = 1000\,\mathrm{L}\)。 |
| \(\mathrm{L}\) | 公升 | 體積(容量)的單位。\(1\,\mathrm{L} = 1000\,\mathrm{cm^3} = 1000\,\mathrm{mL}\),是飲料和水量常見的單位。 |
用語
| 圓柱 | 底面是圓,不管從哪裡橫切都是同樣大小的圓的筆直立體。罐頭、汽油桶、衛生紙捲筒的芯等,生活中隨處可見。 |
| 底面 | 柱體上下的面。圓柱上下各有 1 個同樣大小的圓,兩個都叫做底面。 |
| 底面積 | 底面的面積。圓柱的底面是圓,所以底面積用圓面積的公式 \(\pi r^2\)(半徑 × 半徑 × 圓周率)求出。 |
| 體積 | 用數表示立體占有空間的大小,以「有幾個邊長 1 cm 的正方體(1 cm³)」來測量。 |
| 柱體 | 相同形狀的底面筆直往上疊成的立體的總稱(圓柱,以及三角柱、四角柱等角柱)。所有柱體都能用「體積 = 底面積 × 高」求出。 |
| 圓周率 | 表示圓周長是直徑幾倍的數。不管多大的圓都是同一個值,用符號 \(\pi\) 表示(約 3.14)。 |
| 單位換算 | 把同一個量改用別的單位表示。體積的重點是:長度換算率(1 m = 100 cm)的三次方,就是體積的換算率(1 m³ = 1000000 cm³)。 |
建議先了解的基礎知識
為了讓您「理解意義」地使用本頁的計算,這裡整理了事先了解會更好懂的基礎知識。
| 圓的面積(國小高年級,10~12 歲) |
|
| 體積的意義與單位(國小四~五年級,9~11 歲) |
|
| 角柱與圓柱的體積(國小高年級,10~12 歲) |
|
| 圓周率與用符號代表數(國中,12~15 歲) |
|
| 小數的乘法(國小五年級,10~11 歲) |
|
用 Excel 計算的方法
| 底面半徑 r | 3 |
| 高 h | 4 |
| 圓柱的體積 | =PI()*B1^2*B2 |
| 底面半徑 r | 3 |
| 底面積(πr²) | =PI()*B1^2 |
| 高 h | 4 |
| 圓柱的體積 | =B2*B3 |
| 以 cm³ 表示的體積 | 113.1 |
| 以 L 表示的體積 | =B1/1000 |
| 以 cm³ 表示的體積 | 200000 |
| 以 m³ 表示的體積 | =B1/1000000 |
公式裡的「PI()」是傳回圓周率 π(3.14159…)的 Excel 函數,「B1」「B2」意思是「使用該儲存格裡的數值」,「*」是乘號,「/」是除號,「^」是乘方(乘幾次)的符號。
例如第一個表格的 B3 會顯示約 113.097(因為用 cm 輸入,所以是 cm³)。第二個表格的 B4 也是同樣的值,第三個表格的 B2 是 0.1131,第四個表格的 B2 是 0.2。只要把輸入欄的數值改成您自己的圓柱尺寸即可使用。
用 Google 試算表計算的方法
| 底面半徑 r | 3 |
| 高 h | 4 |
| 圓柱的體積 | =PI()*B1^2*B2 |
| 底面半徑 r | 3 |
| 底面積(πr²) | =PI()*B1^2 |
| 高 h | 4 |
| 圓柱的體積 | =B2*B3 |
| 以 cm³ 表示的體積 | 113.1 |
| 以 L 表示的體積 | =B1/1000 |
| 以 cm³ 表示的體積 | 200000 |
| 以 m³ 表示的體積 | =B1/1000000 |
用 Python 計算的方法
import math
radius = 3 # 底面半徑(這個例子是 cm)
height = 4 # 高(和半徑用相同的單位)
base_area = math.pi * radius ** 2 # 底面積(底面圓的面積,這個例子是 cm2)
volume = base_area * height # 圓柱的體積(輸入單位的三次方,這個例子是 cm3)
volume_liter = volume / 1000 # 用 cm 輸入時,換成 L(公升)的體積
print(f"底面積:{base_area} cm2")
print(f"圓柱的體積:{volume} cm3")
print(f"換成公升:{volume_liter} L")
用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)
V = π × r² × h
V = \pi r^{2} h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>⁢</mo>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
V = pi r^2 h
Pi*r^2*h
V := Pi*r^2*h;
V = pi*r^2*h;
V = πr^2 h
V = S × h
V = S \times h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mi>S</mi>
<mo>×</mo>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
V = S xx h
S*h
V := S*h;
V = S*h;
V = S × h
V[L] = V[cm³] ÷ 1000
V_{\mathrm{L}} = V_{\mathrm{cm^3}} \div 1000
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>V</mi><mi mathvariant="normal">L</mi></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>V</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">cm</mi><mn>3</mn></msup></mrow></msub>
<mo>÷</mo>
<mn>1000</mn>
</mrow>
</math>
V_L = V_(cm^3) -: 1000
vCm3/1000
vL := vCm3/1000;
v_liter = v_cm3/1000;
V(L) = V(cm³)/1000
V[m³] = V[cm³] ÷ 1000000
V_{\mathrm{m^3}} = V_{\mathrm{cm^3}} \div 1000000
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>V</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">m</mi><mn>3</mn></msup></mrow></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>V</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">cm</mi><mn>3</mn></msup></mrow></msub>
<mo>÷</mo>
<mn>1000000</mn>
</mrow>
</math>
V_(m^3) = V_(cm^3) -: 1000000
vCm3/1000000
vM3 := vCm3/1000000;
v_m3 = v_cm3/1000000;
V(m³) = V(cm³)/1000000
請 ChatGPT 幫忙計算的方法
你是數學的計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行以下計算,並且只根據執行結果的數值回答(不要用心算或推測回答)。 有一個底面半徑 3 cm、高 4 cm 的圓柱。 請分別求出: 1. 底面積是多少 cm² 2. 圓柱的體積是多少 cm³ 3. 這個體積換成公升(L)是多少 請列出使用的公式和執行結果的數值。
使用方法
-
1輸入數值在輸入欄中輸入要計算的數值
-
2計算按下「計算」按鈕
-
3查看結果計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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