Kugelausschnitt-Rechner
Lösen Sie den Körper aus Kegel und Kugelkappe in einem Schritt: Bei Radius 5 und einer Kappe der Höhe 2 hat der Rand den Radius 4, dazu erhalten Sie Volumen und Gesamtoberfläche. Höhen über dem Durchmesser werden abgelehnt. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Radius
- 5
- Höhe
- 2
- Basisradius
- 4
- Volumen
- 104,7197551197
- Oberfläche
- 125,6637061436
Ein Kugelausschnitt, manchmal Kugelkegel genannt, ist der Körper, der entsteht, wenn eine Kugel von einem Kegel geschnitten wird, dessen Spitze im Kugelmittelpunkt liegt und dessen Basis der Rand einer Kugelkappe ist. Zwei positive Längen legen die Figur vollständig fest: der Kugelradius R und die Kappenhöhe h, gemessen entlang der Achse von der Basisebene der Kappe bis zur Kugeloberfläche. Sobald diese bekannt sind und die Höhe den Kugeldurchmesser nicht übersteigt, liefern die klassischen geschlossenen Formen das Ausschnittvolumen als zwei Drittel pi mal R zum Quadrat mal h, den Kreisrandradius als Quadratwurzel aus h mal zwei-R-minus-h, und die Gesamtoberfläche als pi mal R mal der Summe aus dem Doppelten der Höhe und diesem Randradius. Schülerinnen und Schüler begegnen diesen Identitäten in Raumgeometrie-Einheiten nach Kugelvolumen und Kugelsegmenten; Ingenieure und Designer brauchen dieselben Zahlen, wenn eine Kuppel-, Tankboden- oder Verpackungsskizze Radius und Kuppelnöhe statt eines vollen CAD-Körpers angibt.
Was ein Kugelausschnitt ist und welche zwei Maße ihn bestimmen
In der euklidischen Raumgeometrie ist ein Kugelausschnitt die Region, die von Radien vom Kugelmittelpunkt zu jedem Punkt einer Kugelkappe überstrichen wird. Äquivalent ist es die Vereinigung jener Kappe mit dem geraden Kreiskegel, dessen Spitze der Mittelpunkt und dessen Basis der kreisförmige Rand der Kappe ist. Der Kugelradius R ist die Entfernung vom Mittelpunkt zur Oberfläche; die Kappenhöhe h ist die Sagitta von der Randebene zum Kappenscheitel entlang der Symmetrieachse.
Der Randradius folgt sofort aus dem rechtwinkligen Dreieck im Achsschnitt: a equals the square root of h times two-R minus h. Die Volumenformel des Ausschnitts V equals two-thirds pi R squared h ist lehrbuchstandard und reduziert sich korrekt wenn h equals two R: der Ausschnitt füllt die ganze Kugel und das Volumen wird four-thirds pi R cubed.
Die Gesamtoberfläche zählt sowohl die Kugelzone der Kappe, die two pi R h beiträgt, als auch die Mantelfläche des Kegels, die pi a R beiträgt, kombiniert zu pi R times two h plus a. Suchintentionen bündeln sich um Phrasen wie Kugelausschnitt-Rechner, Volumen eines Kugelausschnitts, Kugelkegel-Volumen, Ausschnitt-Oberfläche aus Radius und Höhe, und Kappenhöhe-Limit doppelter Radius.
Anwendungsfälle
Hausaufgaben und Prüfungen zum Kugelausschnitt
Lernende und Korrekturkräfte bestätigen Volumen und Oberfläche aus Radius und Kappenhöhe, einschließlich Ablehnung wenn die Höhe das Doppelte des Kugelradius übersteigt.
Häufige Fragen
Welche Formeln verwendet der Rechner?
Das Volumen ist (2/3)·π·R²·h. Der Basisradius a ist √(h·(2R−h)). Die Gesamtoberfläche ist π·R·(2h+a), Summe aus Kugelzone und Kegelmantelfläche.
Wie unterscheidet sich ein Kugelausschnitt von Kugel oder Segment?
Eine volle Kugel braucht nur den Radius. Ein Kugelsegment (Kappe) ist der von einer Ebene geschnittene Körper ohne den Kegel vom Mittelpunkt. Ein Kugelausschnitt umfasst Kappe und Kegel vom Mittelpunkt zum Rand.
Welche Ergebnisse liefern Radius 5 und Kappenhöhe 2?
Der Randradius beträgt 4, das Volumen 104,7197551197 Kubikeinheiten und die Gesamtoberfläche 125,6637061436 Flächeneinheiten. Alle drei Werte stammen aus denselben zwei Längen und passen daher immer zusammen.
Aus welchen Teilen besteht die Oberfläche eines Kugelausschnitts?
Sie addiert die gewölbte Zone der Kappe, 2πRh, und den Kegelmantel, π mal Randradius mal R. Zusammen ergibt das πR mal die doppelte Höhe plus den Randradius.
Was passiert, wenn die Höhe das Doppelte des Radius übersteigt?
Der Rechner lehnt die Eingabe ab, weil eine Kappe nicht höher sein kann als der Kugeldurchmesser. Bei genau doppeltem Radius füllt der Ausschnitt die ganze Kugel, und das Volumen wird (4/3)πR³.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/geom/spherical-sector \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"radius":5,"height":2}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/geom/spherical-sector", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"radius": 5,
"height": 2
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/geom/spherical-sector",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"radius": 5,
"height": 2
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/geom/spherical-sector", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"radius":5,"height":2}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"radius":5,"height":2}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/geom/spherical-sector", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"radius": 5,
"height": 2
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "geom.spherical_sector",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Diese Fähigkeit akzeptiert radius und height, lehnt nichtpositive Maße und jede Höhe größer als das Doppelte des Radius ab und liefert radius, height, base radius, volume und surface area als strukturiertes JSON.
Was ein Kugelausschnitt ist und welche zwei Maße ihn bestimmen
Menschen wollen numerische Ergebnisse, die sie gegen einen Lösungsschlüssel oder eine Tankskizze prüfen können, nicht nur ein geometrisches Argument, dass der Körper bestimmt ist. radius, height, base_radius, volume und surface_area als JSON zu liefern erleichtert das Einfügen in Notizen, das Festnageln in automatisierten Tests oder das Einspeisen in eine größere Pipeline, ohne pi-Multiplikationen und Quadratwurzeln in jeder Sprache, die Sie unterrichten oder ausliefern, neu zu implementieren.
Wie dieser Rechner Eingaben prüft und die geschlossenen Formeln anwendet
Jedes muss eine positive endliche Zahl sein. Die Grenze h equals two R wird akzeptiert und liefert das Vollkugelvolumen mit entartetem Null-Randradius, passend zur klassischen Grenze. Senden Sie einen JSON-Body mit den beiden Pflichtfeldern radius und height. Die Engine prüft zuerst, dass radius und height strikt positiv und in einem stabilen Zahlenbereich sind, und erzwingt dann die geometrische Schranke, dass height das Doppelte des radius nicht übersteigen darf: ist height größer als zweimal radius, scheitert die Anfrage mit invalid_input und einer Meldung, die das Limit des doppelten Radius nennt, weil eine Kugelkappe nicht höher als der Kugeldurchmesser sein kann. Wenn die Schranke gilt, ist base radius a die Wurzel aus height times two-radius minus height, volume ist two-thirds pi times radius squared times height, und surface area ist pi times radius times the sum of twice the height and a. Ergebnisse werden auf eine stabile Dezimalpräzision gerundet, sodass dieselbe Eingabe immer dasselbe JSON über JavaScript-Engines liefert. Randfälle sind explizit: fehlende Felder, nichtnumerische Strings, null oder negativer radius, null oder negative height und height größer als das Doppelte des radius scheitern, bevor eine Metrik zurückkommt. Sie dürfen jedes konsistente Einheitensystem für radius und height verwenden; volume und area werden in den entsprechenden Kubik- und Quadrateinheiten ohne Umrechnung in der Engine ausgedrückt.
Praktische Nutzung, Grenzen, Preise und Lieferkanäle
Nutzen Sie das Browser-Tool, wenn Sie eine sofortige Kugelausschnitt-Lösung wollen beim Hausaufgabenprüfen, Dimensionieren eines Kuppel-und-Kegel-Körpers, Verifizieren eines Lagervolumens aus gemessenem Radius und Kappenhöhe oder Bestätigen einer Werkstattzeichnung ohne Computeralgebrasystem. Es gibt kein Sprachmodell, keinen externen Geometriedienst und keine Zufälligkeit, daher ist die Fähigkeit sicher in CI-Checks und reproduzierbaren Unterrichtsmaterialien zu verankern. Nutzen Sie die API, wenn ein Skript, eine Lernplattform, ein Verpackungshelfer oder ein Notebook stabiles JSON für viele radius-and-height-Paare unter einem Vertrag braucht. Jede erfolgreiche Anfrage ist ein abrechenbares Element zu $0.002; fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet. Akzeptierte Eingaben müssen strikt positiv sein mit height höchstens dem Doppelten des radius; überschüssige height wird immer mit invalid_input abgelehnt, und null oder nichtendliche Maße ebenfalls. Ergebnisse sind vollständig deterministisch: dieselben radius und height ergeben immer denselben base radius, volume und surface area. Verdrahten Sie den Endpoint in Raumgeometrie-Übungen, Wettbewerbs-Antwortprüfer, Kuppelkapazitäts-Arbeitsblätter, die nur R und h listen, oder schwebende Vorverarbeitungsschritte, in denen Sie explizite Domänenfehler bereits Black-Box-Widgets vorziehen, die nicht zeigen können, warum eine height größer als das Doppelte des radius abgelehnt wird.
Integrationsbeispiele
Deterministische Fixtures für Raumgeometrie-Tests
Pipelines, die Unit-Tests oder interaktive Ausschnitt-Demos speisen, können ein reines Kugelausschnitt-Orakel aufrufen statt (2/3)πR²h und πR(2h+a) in jeder Sprache neu zu implementieren.
Kuppeln, Tankböden und Ausschnittkörper aus R und h
Werkstatt- oder Logistiknotizen mit Kugelradius und Kuppelnöhe liefern vollständige Ausschnittmetriken als strukturiertes JSON für Berichte, Kapazitätsdiagramme oder leichte CAD-Helfer.
Technische Fragen
Wie berechne ich Volumen und Fläche eines Kugelausschnitts mit dieser API?
Senden Sie einen JSON-Body mit positivem radius und height an geom.spherical_sector. Die Antwort liefert radius, height, base_radius, volume und surface_area.
Was passiert, wenn die Höhe das Doppelte des Radius übersteigt?
Die Anfrage scheitert mit invalid_input. Eine Kugelkappe kann nicht höher als der Durchmesser (2·R) sein; height größer als das Doppelte des radius wird abgelehnt und diese Aufrufe werden nicht berechnet.
Ist der Kugelausschnitt-Rechner kostenlos?
Das Browser-Tool läuft kostenlos auf Ihrem Gerät. API-Aufrufe nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Element; Validierungsfehler werden nicht berechnet.