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📏 spherical cap 體積 surface base 面積計算機

專業免費的 spherical cap 體積 surface base 面積計算機。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)
32.463124 cubic units (length³)
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...

什麼是球缺?

球缺是用一個平面切割球體後,保留其中一塊所形成的立體。換個角度來看,它也可視為「弓形」(弦與弧之間的形狀)繞著垂直平分該弦的直徑旋轉一周所得到的旋轉體。本計算器只需兩個數值:底面半徑 a(弦的一半,也就是平坦圓形截面的半徑)與球缺高度 h(即矢高,從底面到球缺頂點的距離)。整個運算屬於純幾何,只要長度單位一致即可使用。

使用方法

請以相同的長度單位輸入底面半徑 a 與高度 h(兩者皆為公分、或皆為英吋等)。計算器會回傳底面積 B、總表面積 A、體積 V,以及母球半徑 r。其中面積以單位平方表示,體積以單位立方表示。

公式解析

母球半徑可由弦的幾何關係推得:r = (a² + h²) / (2h)。球缺體積為 V = (1/6)·π·h·(3a² + h²)。曲面(球面)部分的面積為 2πrh,平坦的底面圓盤則為 πa²;本計算器所列的總表面積即兩者之和,A = πa² + 2πrh。當 h = r 時,球缺恰為半球;當 h = 2r 時,便成為完整的球體。

計算範例

設 a = 3、h = 2。則 r = (3² + 2²)/(2·2) = 13/4 = 3.25。底面積 B = π·3² = 9π ≈ 28.27433。曲面面積 = 2π·3.25·2 = 13π ≈ 40.8407,因此總表面積 A = 9π + 13π = 22π ≈ 69.11504。體積 V = (1/6)·π·2·(27 + 4) = (31/3)π ≈ 32.46724。

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)

表面積有包含平坦的底面嗎?
有的。這裡的「總表面積 A」是把平坦的圓形底面(πa²)與曲面球面(2πrh)加在一起。僅計曲面的數值會另外單獨列出。
該使用什麼單位?
任何長度單位都可以,只要 a 與 h 採用相同單位即可。如此一來,面積就是該單位的平方,體積則是該單位的立方。
為什麼高度必須大於零?
高度為零會使 r = (a² + h²)/(2h) 的分母變成零,且此時的球缺退化為沒有體積的圖形,沒有意義。