Mathe & Formeln

Volumen und Oberfläche von Körpern berechnen

Wählen Sie den Körper und tragen Sie die Maße ein, die zu ihm gehören. Sie erhalten Volumen, Oberfläche und, wo es passt, Mantelfläche und weitere Längen.

Ihr Körper
Kugel, Zylinder, Kegel: Radius. Quader: Länge a. Pyramide: Seite der quadratischen Grundfläche.
Zylinder, Kegel, Pyramide: Höhe. Quader: Breite b. Bei der Kugel ohne Bedeutung.
Nur beim Quader die Höhe c, sonst ohne Bedeutung.
Ergebnis

Die Körperformeln

Bei jedem Körper unterscheidet man das Volumen, also den Rauminhalt, und die Oberfläche, die Summe aller begrenzenden Flächen. Die Mantelfläche ist die Oberfläche ohne Grund- und Deckfläche. Ob Sie Liter, Kubikmeter oder Kubikzentimeter erhalten, hängt nur von Ihrer Längeneinheit ab.

Zylinder und Kegel gehören zusammen: Das Volumen eines Kegels ist genau ein Drittel des Zylinders mit gleicher Grundfläche und Höhe. Dasselbe gilt für die Pyramide im Vergleich zum Quader. Die Kugel hat die kompakteste Form: Bei gegebenem Volumen hat sie die kleinste Oberfläche aller Körper.

Für Kegel und Pyramide braucht die Mantelfläche die Länge der schrägen Seite. Beim Kegel ist das die Mantellinie s = √(r² + h²), bei der Pyramide die Seitenhöhe s = √(h² + (a ÷ 2)²). Der Rechner bestimmt beide automatisch mit dem Satz des Pythagoras.

Zylinder: V=πr2h,O=2πr (r+h)\text{Zylinder: } V = \pi r^{2} h, \qquad O = 2\pi r\,(r + h)Kugel: V=43πr3,O=4πr2\text{Kugel: } V = \tfrac{4}{3}\pi r^{3}, \qquad O = 4\pi r^{2}Kegel: V=13πr2h,O=πr (r+s)\text{Kegel: } V = \tfrac{1}{3}\pi r^{2} h, \qquad O = \pi r\,(r + s)Quader: V=abc,Pyramide: V=13a2h\text{Quader: } V = abc, \qquad \text{Pyramide: } V = \tfrac{1}{3}a^{2}h

Beispiel: Ein Zylinder mit r = 3 und h = 5 hat das Volumen π · 9 · 5 ≈ 141,37 und die Oberfläche 2π · 3 · 8 ≈ 150,80, davon 94,25 Mantelfläche. Ein Kegel mit r = 3 und h = 4 hat die Mantellinie 5, das Volumen 37,70 und die Oberfläche 75,40.VZylinder=π⋅32⋅5≈141,37,sKegel=32+42=5V_{\text{Zylinder}} = \pi\cdot 3^{2}\cdot 5 \approx 141{,}37, \qquad s_{\text{Kegel}} = \sqrt{3^{2}+4^{2}} = 5

Praktische Hinweise

Rechnen Sie alle Maße zuerst in dieselbe Einheit um. Wer Radius in Zentimetern und Höhe in Metern mischt, erhält ein unbrauchbares Ergebnis. Für Fassungsvermögen gilt: 1 Kubikdezimeter entspricht 1 Liter, und 1.000 Liter sind ein Kubikmeter.

Bei einem Zylinder wie einem Wassertank hilft die Volumenformel, den Füllstand in Litern zu berechnen. Mit der Oberfläche schätzen Sie den Materialbedarf für Farbe oder Blech ab. Bedenken Sie dabei, dass ein oben offener Behälter keine Deckfläche hat und die Oberfläche entsprechend kleiner ist.

Die Kugel mit r = 2 hat das Volumen 33,51 und die Oberfläche 50,27. Der Quader mit den Kanten 2, 3 und 4 hat das Volumen 24, die Oberfläche 52 und eine Raumdiagonale von √29 ≈ 5,385. Die quadratische Pyramide mit a = 6 und h = 4 hat das Volumen 48 und die Oberfläche 96.

Tipps und typische Fehler

Körper sicher berechnen.

  • Einheiten angleichen: Alle Maße in dieselbe Einheit umrechnen.
  • Liter: 1 Kubikdezimeter sind 1 Liter.
  • Offene Behälter: Deckfläche abziehen.
  • Kegel und Pyramide: Ein Drittel von Zylinder beziehungsweise Quader.

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Häufige Fragen

Wie berechne ich das Volumen eines Zylinders?

V = π · r² · h, also Grundfläche mal Höhe.

Was ist die Mantelfläche?

Die gekrümmte oder seitliche Fläche eines Körpers ohne Grund- und Deckfläche.

Warum ist der Kegel ein Drittel des Zylinders?

Bei gleicher Grundfläche und Höhe passt er dreimal in den Zylinder. Das zeigt die Integralrechnung.

Wie berechne ich das Kugelvolumen?

V = 4/3 · π · r³. Bei r = 2 ergibt das etwa 33,51.

Wie berechne ich die Mantelfläche eines Kegels?

M = π · r · s mit der Mantellinie s = √(r² + h²).

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