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📐 truncated circular segment solid of revolution 計算機

專業免費的 truncated circular segment solid of revolution 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
458,397.34 mm³
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

這個計算機能做什麼

這個工具可以計算弓形(即圓被一條弦切割後剩下的那一塊區域,外形像一張弓或弦月)繞著一條與弦平行的軸旋轉所形成旋轉體的體積與外表面積。你可以讓它旋轉完整的 360 度,也可以只旋轉任意角度;當旋轉角度不滿一圈時,旋轉體的兩端會被兩個平坦的弓形截面封住。本工具屬於純幾何/微積分計算,無論在世界哪個地方,計算結果都完全一致。

使用方式

輸入弧的半徑 R、弓形高度 h(即矢高 sagitta,從弦到弧頂的最大垂直距離)、弦到旋轉軸的距離 d,以及旋轉角度。接著選擇長度單位(mm、cm、m 或 inch)與角度單位(度或弧度)。計算結果會以所選長度單位的立方與平方表示,並附上弦長。

計算公式

設圓心角 \alpha = 2·\arccos\!≤ft(((R-h) ÷ (R))\right),則弓形面積為 A = \tfrac{1}{2}R^2(\alpha - \sin\alpha),半弦長 a = √(h(2R-h)),弦長 c = 2a。根據帕普斯定理(Pappus's theorems),體積為

V = θ· R_c· A

其中 R_c 是旋轉軸到弓形面積形心的距離;側表面積為

S = θ·(R_{arc}· L_{arc} + R_{chord}· c)

若為部分旋轉,還會額外加上兩個面積各為 A 的平坦端面。

範例演算

當 R = 100\ mm、h = 40\ mm、d = 50\ mm 且 θ = 360^\circ 時:\alpha = 1.8546 弧度,A = 4472.95\ mm^2,弦長 c = 160\ mm。計算後體積約為 1.86×10^{6}\ mm^3(≈ 1864\ cm^3),表面積約為 1.39×10^{5}\ mm^2。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

什麼是矢高(sagitta)?
就是弓形高度 \(h\),也就是從弦到弧最高點的垂直距離,必須滿足 \(0 < h \le 2R\)。
為什麼部分旋轉會增加面積?
當旋轉只在兩個角度位置間進行時,環體會在兩端各暴露出一個平坦的截面,每個截面的面積都等於弓形面積 \(A\),因此側表面積要再加上 \(2A\)。
旋轉軸可以穿過弦嗎?
可以,把 \(d\) 設為 0 即可。若 \(d\) 為負值,表示旋轉軸位於弧的那一側;但形心距離必須保持為正,旋轉體才有實際物理意義。