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Mathe

Die Kugel: Volumen und Oberfläche

Eine Kugel ist durch ihren Radius festgelegt. Mit zwei Formeln berechnest du Volumen und Oberfläche.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kenne die Formeln für Volumen und Oberfläche der Kugel.
  • Ich berechne beides aus dem Radius.
  • Ich weiß, wie sich Radius, Oberfläche und Volumen verändern.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Den Flächeninhalt berechnen, Das Volumen des Kegels

Eine Kugel hat keine Kanten und keine Ecken. Alle Punkte der Oberfläche haben denselben Abstand zum Mittelpunkt. Dieser Abstand ist der Radius r. Für das Volumen gilt V = vier Drittel · π · r³. Dabei ist r³ = r · r · r. Für die Oberfläche gilt O = 4 · π · r². Die Oberfläche einer Kugel ist also genau viermal so groß wie die Fläche eines Kreises mit demselben Radius. Ein Beispiel: r = 5 cm. Dann ist O = 4 · 3,14 · 25 = 314 cm². Wir rechnen mit π ≈ 3,14. Ist der Durchmesser d gegeben, halbierst du ihn zuerst: r = d : 2.

Eine Kugel ist durch ihren Radius r festgelegt.

Volumen und Oberfläche

  1. Gegeben: r = 6 cm.
  2. Volumen: V = vier Drittel · 3,14 · 6 · 6 · 6.
  3. 6³ = 216. Dann 4 · 3,14 · 216 : 3 = 904,32.
  4. V ≈ 904 cm³.
  5. Oberfläche: O = 4 · 3,14 · 36 = 452,16, also ≈ 452 cm².

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Du brauchst nur den Radius.

Volumen: vier Drittel · π · r · r · r.

Oberfläche: 4 · π · r · r.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Ball hat den Radius 10 cm. Seine Oberfläche ist 1256 cm². So viel Material braucht man für die Hülle.

Schritt für Schritt

Der erste Schritt

  1. Schreibe r auf. Bei gegebenem Durchmesser: r = d : 2.
  2. Für O: Rechne 4 · 3,14 · r · r.
  3. Für V: Rechne r · r · r, mal 4 · 3,14, dann durch 3.

Mit einem Bild erklärt

Radius rOberfläche OVolumen V
5 cm314 cm²≈ 523 cm³
6 cm≈ 452 cm²≈ 904 cm³
10 cm1256 cm²≈ 4187 cm³

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Eine Kugel hat den Radius r = 5 cm. Berechne die Oberfläche mit π ≈ 3,14 in cm².

Zeig mir den ersten Schritt

O = 4 · 3,14 · 5 · 5.

Lösung ansehen

Lösung: 314

4 · 3,14 = 12,56 und 12,56 · 25 = 314 cm².

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Eine Kugel hat den Radius r = 10 cm. Berechne das Volumen mit π ≈ 3,14. Runde auf ganze cm³.

Zeig mir den ersten Schritt

r³ = 10 · 10 · 10 = 1000.

Lösung ansehen

Lösung: 4187

V = 4 · 3,14 · 1000 : 3 = 12 560 : 3 = 4186,67. Gerundet sind das 4187 cm³.

Tipp: Rechne bei V zuerst r³. Teile am Ende durch 3, damit du nicht mit Brüchen rechnest.

Merksatz: Kugel: V = vier Drittel · π · r³ und O = 4 · π · r². Es zählt nur der Radius r.

Typischer Fehler: Viele setzen den Durchmesser statt des Radius ein. Dann wird das Ergebnis viel zu groß. Prüfe immer: Ist r der halbe Durchmesser?

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Ein Ball hat den Durchmesser 10 cm. Berechne seine Oberfläche mit π ≈ 3,14 in cm².

Zeig mir den ersten Schritt

Der Radius ist die Hälfte: r = 5 cm.

Lösung ansehen

Lösung: 314

O = 4 · 3,14 · 25 = 314 cm².

Frage 2 Eine Kugel hat den Radius r = 10 cm. Berechne die Oberfläche mit π ≈ 3,14 in cm².

Zeig mir den ersten Schritt

O = 4 · 3,14 · 100.

Lösung ansehen

Lösung: 1256

12,56 · 100 = 1256 cm².

Frage 3 Verdoppelt man den Radius einer Kugel, wird das Volumen doppelt so groß.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Um welchen Faktor wird die Oberfläche einer Kugel größer, wenn man den Radius verdoppelt?
Lösung ansehen

Lösung: Faktor 4

Frage 5 Eine Kugel hat den Radius r = 6 cm. Berechne das Volumen mit π ≈ 3,14. Runde auf ganze cm³.

Zeig mir den ersten Schritt

r³ = 6 · 6 · 6 = 216.

Lösung ansehen

Lösung: 904

4 · 3,14 · 216 : 3 = 904,32. Gerundet sind das 904 cm³.

Geschafft

Die Kugel braucht nur den Radius. Das Volumen wächst mit r³, die Oberfläche mit r². Verdoppelst du r, wird die Oberfläche viermal und das Volumen achtmal so groß.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Pyramide, Kegel und Kugel

Kurz erklärt, 54 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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