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📏 partial horizontal 圓柱體體積計算機

專業免費的 partial horizontal 圓柱體體積計算機。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)
1.22837 cubic length units (unit³)
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...

這個計算器的用途

本工具用來計算圓柱弓形體(cylindrical segment)的幾何量:當一個臥放的正圓柱被一個水平面切割時,所形成的立體形狀。這正是液體靜置於臥式儲槽中、填到深度 h 時的形狀。只要輸入半徑 r、液位高度 h(由圓的最低點往上量測)與圓柱長度 l,即可得到體積 V、端面截面積 F、底部弧形面積 S 與頂部平面面積 T。

使用方式

請以同一種長度單位輸入半徑、液位高度與軸向長度(三者單位必須一致)。高度 h 必須介於 0 與 2r 之間——當 h = 2r 時,圓柱即完全裝滿。面積以單位²表示,體積以單位³表示。本工具不做任何單位換算,因此輸出結果會直接沿用你輸入時所用的單位。

公式說明

一條水平弦會切出高度為 h 的圓弓形。圓心角為 θ = 2·\arccos\!≤ft(1 - ((h) ÷ (r))\right),半弦長為 √(h(2r-h))。弓形面積為 F = ((θ) ÷ (2))r^{2} - (r-h)√(h(2r-h))——也就是扇形面積減去三角形面積。將此截面沿長度方向拉伸即得體積 V = F· l。底部弧形表面為弧長 rθ 乘以 l,頂部平面則為弦長 2√(h(2r-h)) 乘以 l。完整體積公式為:

V = ≤ft[ r^{2}\arccos\!≤ft(1 - ((h) ÷ (r))\right) - (r - h)√(h (2r - h)) \right] · l

其中

≤ft{ \begin{aligned} r &= Radius \\ h &= Fill Height \\ l &= Length \end{aligned} \right.

計算範例

設 r = 1、h = 0.5、l = 2:1 - h/r = 0.5,故 θ = 2·\arccos(0.5) = 2.0943951 弧度。半弦長為 √(0.75) = 0.8660254。於是

F = 1.0471976 - 0.5· 0.8660254 = 0.6141848 單位^{2}
V = F· 2 = 1.2283697 單位^{3}
S = 1· 2.0943951· 2 = 4.1887902 單位^{2}
T = 2· 2· 0.8660254 = 3.4641016 單位^{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)

F 是體積還是面積?
F 是二維的端面(弓形)截面積;將它乘以長度 l 才會得到體積 V。
當 h = 2r 時會發生什麼?
此時圓柱完全裝滿:\(\theta = 2\pi\)、\(F = \pi r^{2}\)、\(V = \pi r^{2}l\)、\(S = 2\pi r l\),而 \(T = 0\),因為弦長已縮成一個點。
可以用英吋、公分或公尺嗎?
可以——任何單位都行,只要三個輸入值使用相同單位即可;輸出結果便會以該單位的平方與立方表示。