球冠计算器 – 体积、表面积与高度

球冠是被平面截去一部分后球体剩余的部分。 使用下方计算器可计算其体积、侧表面积、底面半径以及角度 α(度)。从下拉菜单中选择所需的输入模式。
单位:长度单位为“单位”,面积单位为“平方单位”,体积单位为“立方单位”。比值为百分比。

球冠作为球体的一部分

球冠几何与公式

已知球半径 \( R \) 和球冠高度 \( h \)(其中 \( 0 < h \le 2R \)):

\[ \text{球冠体积} = \frac{\pi}{3}\,h^2\,(3R - h) \quad \text{(立方单位)} \]

\[ \text{球冠侧面积} = 2\pi R h \quad \text{(平方单位)} \]

底面半径:\( r = \sqrt{R^2 - (R-h)^2} \)(单位)

角度 \( \alpha \)(从竖直轴到球冠边缘):

\[ \alpha = \begin{cases} \arcsin\left(\dfrac{r}{R}\right) & \text{若 } h \le R \text{(球冠 ≤ 半球)} \\ 180^\circ - \arcsin\left(\dfrac{r}{R}\right) & \text{若 } h > R \text{(球冠 > 半球)} \end{cases} \]

比值(百分比):\( \dfrac{V_{cap}}{V_{sphere}} \times 100 \)   \( \dfrac{A_{cap}}{A_{sphere}} \times 100 \)

若已知体积 \( V \),高度 \( h \) 满足方程 \( \frac{\pi}{3}h^2(3R-h) = V \)。引擎使用三次方程求解器(迭代法)。

球冠二维截面

⚡ 统一球冠计算器

选择输入模式:半径 + 高度 或 半径 + 体积
📥 参数
输入球半径和球冠高度。高度最大可为 2R。

📊 结果

— 立方单位
— 平方单位
— 单位
— 度
— %
— %

* 面积为侧表面积(曲面部分)。

更多参考与链接