Как найти объём и площадь усечённого конуса?

Введите радиусы двух оснований и высоту. Удобник сразу покажет объём, образующую, боковую и полную площадь, а ниже разберёт каждое действие без пропусков.

Короткий ответ

Если известны больший радиус R, меньший радиус r и высота h, используйте:

V = πh(R²+Rr+r²) ÷ 3l = √(h²+(R−r)²)S = πR²+πr²+π(R+r)l

Сначала найдите образующую l, потому что она нужна для боковой площади. Все длины перед подстановкой должны быть в одной единице.

Инструменты геометрии и уравнений

Что нужно решить?

Усечённый конус
Раздел «Геометрия и уравнения»
Мастер Удобника с указкой объясняет расчёт усечённого конуса

Прямой усечённый конус · Все свойства по двум радиусам и высоте

Объём V:163,362818 м³

R = 5 м, r = 2 м, h = 4 м, l = 5 м → V = 52π м³ ≈ 163,362818 м³

Точная запись с π сохранена рядом с приближением. Промежуточные действия не округляются.

Прямой круговой усечённый конус с радиусами R и r, высотой h и образующей lУчебная схема не в масштабе. Нижнее основание имеет больший радиус R, верхнее — меньший r. Высота h перпендикулярна основаниям, образующая l идёт по боковой поверхности.h = 4 мr = 2 мR = 5 мl = 5 м
Схема обозначений, не чертёж в масштабе. В осевом сечении h и R−r — катеты, а l — гипотенуза.
ВеличинаТочноПриближённоСтатус
Больший радиус R5 м5 мдано
Меньший радиус r2 м2 мдано
Высота h4 м4 мдано
Образующая ll = √(h²+(R−r)²)5 мвычислено
Большее основание S₁25π м²78,539816 м²вычислено
Меньшее основание S₂4π м²12,566371 м²вычислено
Боковая площадь Sб35π м²109,955743 м²вычислено
Полная площадь S64π м²201,06193 м²вычислено
Объём V52π м³163,362818 м³вычислено

Решение по действиям

1. Записываем, что дано и что нужно найти

Все свойства по двум радиусам и высоте. Даны два радиуса и высота; ищем образующую, площади и объём.У правильной модели два положительных радиуса, причём R строго больше r.

2. Разбираем обозначения на схеме

R — больший радиус, r — меньшийh — высота, l — образующая

В осевом сечении h и R−r — катеты, а l — гипотенуза. Поэтому в теореме Пифагора берём не R, а именно разность R−r.

3. Выбираем исходные формулы

l² = h² + (R−r)²; S₁ = πR²; S₂ = πr²; Sб = π(R+r)l; S = S₁+S₂+Sб; V = πh(R²+Rr+r²)/3l = √(h²+(R−r)²)

Сначала находим образующую из осевого прямоугольного треугольника, затем используем её в боковой площади.

4. Приводим известные величины к СИ

5 м = 5 м2 м = 2 м4 м = 4 мПлощади и объём вычисляем в СИ, затем переводим в выбранные единицы.

Длины переводим в метры, площади получаем в квадратных метрах, объём — в кубических метрах. Только после вычисления возвращаем выбранные единицы.

5. Находим недостающую длину

l = √(h²+(R−r)²)l = √(4² + (5−2)²) = 5 м

Для h, l или R используем осевой прямоугольный треугольник; при известном объёме алгебраически освобождаем h в формуле V.

6. Вычисляем два основания, боковую площадь и объём

R = 5 м; r = 2 м; h = 4 м; l = 5 м; S₁ = 78,53981633974483 м²; S₂ = 12,56637061435917 м²; Sб = 109,95574287564276 м²; S = 201,06192982974677 м²; V = 163,36281798666925 м³S₁ = 25π м²; S₂ = 4π м²; Sб = 35π м²

Два круга считаем отдельно. Для боковой поверхности складываем радиусы, умножаем на образующую и π. В объёме участвует сумма R²+Rr+r².

7. Записываем точные и десятичные ответы

S = 64π м²201,06193 м²V = 52π м³163,362818 м³

163,36281798666925 м³ = 163,362818 м³. Запись с π точная, десятичное число округлено только для показа.

8. Проверяем ответ четырьмя способами

4² + (5−2)² = 25 м²; π×4×(25+10+4)÷3 = 163,36281798666925 м³π и 1/3 безразмерны; м × м = м²; м² × м = м³ — размерности согласованы
Все четыре проверки сошлисьТреугольник: 16 + 9 = 25 м²Площадь: 78,53981633974483 + 12,56637061435917 + 109,95574287564276 = 201,06192982974677 м²Объём: π × 4 × (25 + 10 + 4) ÷ 3 = 163,36281798666925 м³π и 1/3 безразмерны; м × м = м²; м² × м = м³ — размерности согласованы
8 действий без пропусковТочная запись с πПроверка l²=h²+(R−r)²

Как рассчитать усечённый конус без путаницы

Представьте обычный прямой конус, у которого верхушку срезали параллельно основанию. Остались два круга: снизу больший радиус R, сверху меньший радиус r. Высота h измеряется между плоскостями оснований под прямым углом.

1. Что означают буквы

БукваЧто обозначаетРазмерность
Rрадиус большего основаниядлина
rрадиус меньшего основаниядлина
hперпендикулярная высота между основаниямидлина
lобразующая вдоль боковой поверхностидлина
S₁, S₂, Sб, Sдва основания, боковая и полная площадиплощадь
Vобъём телаобъём

2. Почему в треугольнике появляется R−r

l² = h²+(R−r)²

Проведём осевое сечение. Край верхнего круга смещён к центру относительно края нижнего круга ровно на разность радиусов. Поэтому горизонтальный катет равен R−r, вертикальный — h, а наклонная сторона — l.

3. Как найти образующую

l = √(h²+(R−r)²)

Сначала вычитаем радиусы, затем возводим разность и высоту в квадрат, складываем и извлекаем квадратный корень. Подставлять один радиус вместо R−r нельзя.

4. Площади двух оснований

S₁ = πR²S₂ = πr²

Каждое основание — отдельный круг. Возводим его радиус в квадрат и умножаем на π. Большее и меньшее основания нельзя объединить до вычисления.

5. Боковая и полная площади

Sб = π(R+r)lS = S₁+S₂+Sб

Для боковой площади складываем радиусы и умножаем сумму на образующую. Полная площадь включает боковую поверхность и оба круга.

6. Формула объёма

V = πh(R²+Rr+r²) ÷ 3

Внутри скобок три слагаемых: квадрат большого радиуса, произведение радиусов и квадрат малого радиуса. После сложения умножаем на высоту и π, а затем делим на 3.

7. Полный пример: R=5 м, r=2 м, h=4 м

R−r = 5−2 = 3 мl = √(4²+3²) = √25 = 5 мS₁ = 25π; S₂ = 4π; Sб = π×7×5 = 35π м²S = 25π+4π+35π = 64π ≈ 201,061930 м²V = π×4×(25+10+4)÷3 = 52π ≈ 163,362818 м³

Проверка образующей особенно простая: катеты 3 и 4 дают гипотенузу 5. В объёме сумма в скобках равна 39, затем 4×39÷3=52.

8. Пример с разными единицами

R=50 см; r=200 мм=20 см; h=0,4 м=40 смl = √(40²+(50−20)²) = 50 смS = 6400π см²; V = 52000π см³

Мы выбрали сантиметры как общую единицу. Если оставить 200 мм и 0,4 м без перевода, арифметика смешает разные масштабы и ответ потеряет смысл.

9. Как восстановить высоту по образующей

h = √(l²−(R−r)²)

Из квадрата гипотенузы вычитаем квадрат известного катета. Для R=5, r=2 и l=5 получаем h=√(25−9)=4. Образующая должна быть длиннее разности радиусов.

10. Как восстановить больший радиус

R = r+√(l²−h²)

Корень даёт разность R−r. Поэтому после извлечения корня обязательно прибавляем меньший радиус. При r=2, h=4 и l=5 получаем R=2+3=5.

11. Как восстановить высоту по объёму

h = 3V ÷ (π(R²+Rr+r²))

Умножаем объём на 3 и делим на весь оставшийся множитель. Если V=52π, R=5 и r=2, π сокращается: h=156π÷(39π)=4.

12. Единицы и округление

ДлинаПлощадьОбъём
1 см = 0,01 м1 см² = 0,0001 м²1 см³ = 0,000001 м³
1 мм = 0,001 м1 мм² = 0,000001 м²1 мм³ = 0,000000001 м³
1 км = 1000 м1 км² = 1 000 000 м²1 км³ = 1 000 000 000 м³
1 дм = 0,1 м1 дм² = 0,01 м²1 л = 1 дм³ = 0,001 м³

Квадратные и кубические коэффициенты отличаются от линейных. Калькулятор считает с Decimal-точностью 50 знаков и округляет только готовые значения для экрана.

13. Ошибки, границы модели и источники

ОшибкаПочему неверноКак правильно
R и r перепутаныR по определению большеназначить R большему основанию
взяли R вместо R−rосевой катет — только смещение краёвсначала вычислить разность
h подставили вместо lбоковая поверхность наклоненанайти l по Пифагору
учли одно основаниеу тела два кругаS=S₁+S₂+Sб

Страница описывает идеальный прямой круговой усечённый конус с соосными параллельными основаниями. Она не рассчитывает толщину, внутреннюю полость, массу и инженерные допуски. Формулы объёма и площади сверены с OpenStax Contemporary Mathematics §10.7, правила квадратных и кубических единиц — с главой 4 руководства NIST по СИ.

Частые вопросы

Как найти объём усечённого конуса?

Умножьте π и высоту h на сумму R²+Rr+r², затем разделите на 3: V=πh(R²+Rr+r²)/3. R — больший радиус, r — меньший.

Как найти образующую усечённого конуса?

В осевом сечении используйте теорему Пифагора: l=√(h²+(R−r)²). Второй катет равен разности радиусов, а не целому радиусу.

Как найти боковую площадь?

Сложите радиусы, умножьте сумму на образующую и π: Sб=π(R+r)l. Вертикальная высота h вместо l не подходит.

Как найти полную площадь поверхности?

Сложите площади двух круглых оснований и боковую площадь: S=πR²+πr²+π(R+r)l.

Как найти высоту по радиусам и образующей?

Вычтите квадрат разности радиусов из квадрата образующей и извлеките корень: h=√(l²−(R−r)²).

Как найти больший радиус по r, h и l?

Сначала найдите разность радиусов √(l²−h²), затем прибавьте меньший радиус: R=r+√(l²−h²).

Как найти высоту по известному объёму?

Умножьте V на 3 и разделите на π(R²+Rr+r²): h=3V/(π(R²+Rr+r²)).

Почему R должен быть больше r?

R обозначает радиус большего основания. При R=r тело превращается в цилиндр, а при R<r обозначения просто перепутаны.

Можно ли вводить радиусы в разных единицах?

Да. Например, R можно указать в сантиметрах, r в миллиметрах, а h в метрах. Калькулятор сначала приводит их к одной системе.

Почему в формуле объёма есть произведение Rr?

Объём усечённого конуса нельзя получить простым средним двух площадей. Геометрическая формула учитывает плавное изменение радиуса через сумму R²+Rr+r².

Чем усечённый конус отличается от обычного конуса?

У него нет вершины и есть два параллельных круглых основания разных размеров. Поэтому нужны два радиуса и особые формулы площади и объёма.

Подходит ли расчёт для ведра, стакана или абажура?

Только как геометрическое приближение внешней формы, если основания круглые, соосные и параллельные. Толщина стенок и внутренний объём здесь не учитываются.

Подходит ли расчёт для наклонного или полого тела?

Нет. Калькулятор считает идеальный прямой круговой усечённый конус без наклона, отверстия, толщины, массы и производственных допусков.