Calculadora de volumen del cilindro
Calculadora de volumen del cilindro
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Definición de volumen del cilindro
El volumen del cilindro es la cantidad total de espacio encerrado dentro de un cilindro: un sólido 3D con dos bases circulares paralelas conectadas por una superficie curva. El volumen del cilindro se mide en unidades cúbicas como centímetros cúbicos (cm³), metros cúbicos (m³), pulgadas cúbicas (cu in) o litros (l).
Fórmula del volumen del cilindro
La fórmula del volumen del cilindro para un cilindro recto es:
La fórmula funciona calculando primero el área de la base circular (π × r²) y luego multiplicando el área de la base por la altura del cilindro. El resultado es el volumen del cilindro en unidades cúbicas.
Cuando se utiliza diámetro en lugar de radio, la fórmula del volumen del cilindro se convierte en: V = π × (d/2)² × h, o equivalentemente V = (π × d² × h) / 4, donde d es el diámetro del cilindro.
Diagrama de volumen del cilindro
El siguiente diagrama de volumen del cilindro muestra todas las dimensiones necesarias para calcular el volumen de un cilindro. Pase el cursor sobre cada dimensión etiquetada para ver su papel en la fórmula del volumen del cilindro.
Pase el cursor sobre una dimensión para obtener más información
Cómo calcular el volumen de un cilindro
Para calcular el volumen de un cilindro, sigue estos 3 pasos:
- Mida el radio del cilindro. Mida la distancia desde el centro de la base circular hasta su borde. El radio puede estar en cualquier unidad: centímetros (cm), metros (m), pulgadas (in) o pies (ft). Utilice una regla o cinta métrica para cilindros físicos.
- Eleva al cuadrado el radio y multiplica el resultado por Pi (π). Esto calcula el área de la base circular. Para un cilindro con un radio de 5 cm: π × 5² = π × 25 = 78,54 cm².
- Multiplica el área de la base por la altura del cilindro. El resultado final es el volumen del cilindro. Para un cilindro con un radio de 5 cm y una altura de 10 cm: 78,54 × 10 = 785,40 cm³ (0,785 litros o aproximadamente 0,21 galones estadounidenses).
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Volumen de un cilindro hueco
Un cilindro hueco, también llamado carcasa cilíndrica, es un cilindro al que se le ha quitado un cilindro más pequeño de su centro. Ambos cilindros comparten el mismo eje vertical. Las pajitas, las pipas de agua y los rollos de papel higiénico son ejemplos de cilindros huecos.
La fórmula del volumen de un cilindro hueco es:
Donde R es el radio externo, r es el radio interno y h es la altura del cilindro.
La misma fórmula puede utilizar el diámetro externo (D) y el diámetro interno (d): V = π × h × [(D² − d²) / 4].
Para un rollo de papel higiénico con un diámetro externo de 11 cm (5,5 cm de radio externo), un diámetro interno de 4 cm (2 cm de radio interno) y una altura de 9 cm: V = π × 9 × (5,5² − 2²) = π × 9 × (30,25 − 4) = π × 9 × 26,25 = 742,2 cm³. Este volumen representa el espacio que ocupan el papel y el cartón.
Ajuste el control deslizante para cambiar el radio interno.
Volumen de un cilindro oblicuo
Un cilindro oblicuo (o cilindro inclinado) es un cilindro cuyos lados no son perpendiculares a las bases. El cilindro oblicuo se inclina hacia un lado, a diferencia de un cilindro derecho estándar que está erguido.
La fórmula del volumen del cilindro para un cilindro oblicuo es la misma que para un cilindro recto: V = π × r² × h. The key difference is that the height (h) must be the perpendicular height — the shortest distance between the two parallel bases — not the length of the slanted side.
Esto funciona gracias al principio de Cavalieri: dos sólidos 3D con áreas de sección transversal iguales en cada altura tienen el mismo volumen. Inclinar un cilindro no cambia el área de las secciones transversales circulares a ninguna altura.
Deslice para inclinar el cilindro y observe cómo la altura perpendicular se mantiene constante
Volumen de un cilindro inclinado
El volumen de un cilindro inclinado utiliza el ángulo inclinado y la longitud del lado en lugar de la altura perpendicular. Este enfoque es práctico cuando la altura perpendicular es difícil de medir directamente.
La fórmula del volumen del cilindro inclinado es:
Donde r es el radio del cilindro, L es la longitud del lado (longitud inclinada) y θ es el ángulo inclinado entre el lado y la base.
Para calcular el volumen de un cilindro inclinado, sigue estos 6 pasos:
- Calcule el radio, la longitud del lado y el ángulo de inclinación del cilindro.
- Elevar el radio al cuadrado.
- Multiplica el resultado por Pi (π).
- Toma el pecado del ángulo.
- Multiplica el pecado por la longitud del lado.
- Multiplique los resultados de los pasos 3 y 5 juntos. El resultado es el volumen del cilindro inclinado.
Volumen de un cilindro elíptico
Un cilindro elíptico tiene como base una elipse en lugar de un círculo. Una elipse tiene dos radios: el eje mayor (radio más grande, a menudo denominado a) y el eje menor (radio más pequeño, a menudo denominado b).
La fórmula del volumen del cilindro elíptico es:
Donde a es el eje mayor (radio más grande), b es el eje menor (radio más pequeño) y h es la altura del cilindro.
Cuando a = b, la elipse se convierte en un círculo y la fórmula se reduce a la fórmula estándar del volumen del cilindro: V = π × r² × h.
Volumen de un cilindro ovalado
Un cilindro oval tiene un óvalo (elipse) como base en lugar de un círculo. Los términos "cilindro ovalado" y "cilindro elíptico" describen el mismo sólido 3D: un cilindro con una sección transversal elíptica.
Para encontrar el volumen de un cilindro ovalado, sigue estos 4 pasos:
- Multiplica el radio más pequeño del óvalo (eje menor) por el radio más grande (eje mayor).
- Multiplica el producto por Pi (π). Esto da el área de la base elíptica.
- Multiplica el área de la base por la altura del cilindro.
- El resultado es el volumen del cilindro ovalado.
Para un cilindro ovalado con un eje mayor de 8 cm, un eje menor de 5 cm y una altura de 12 cm: V = π × 8 × 5 × 12 = π × 480 = 1.507,96 cm³ (1,508 litros o aproximadamente 0,398 galones estadounidenses).
Volumen de un cilindro recto
Un cilindro recto es un cilindro cuyos lados son perpendiculares (en un ángulo de 90°) a las bases circulares. El término "derecho" significa que el eje que conecta los centros de las dos bases forma un ángulo recto con las bases. La mayoría de los cilindros que se encuentran en la vida cotidiana (latas, botellas, pipas) son cilindros rectos.
El volumen de un cilindro recto utiliza la fórmula estándar del volumen del cilindro: V = π × r² × h, donde r es el radio del cilindro y h es la altura del cilindro.
La diferencia entre un cilindro recto y un cilindro oblicuo es la orientación del eje. Un cilindro recto se mantiene recto, mientras que un cilindro oblicuo se inclina. Ambos tienen el mismo volumen cuando la altura perpendicular y el radio son iguales.
Volumen de cilindro vs esfera
Una esfera inscrita dentro de un cilindro (que toca ambas bases y el costado) tiene una relación de volumen específica con ese cilindro. El volumen de la esfera equivale a dos tercios (⅔) del volumen del cilindro.
Las fórmulas son:
- Volumen del cilindro = π × r² × h = π × r² × 2r = 2πr³
- Volumen de la esfera = (4/3) × π × r³ = (4/3)πr³
- Relación: Esfera / Cilindro = (4/3)πr³ / 2πr³ = 2/3
Para un cilindro con radio de 5 cm y altura de 10 cm (2r): volumen del cilindro = 2π × 125 = 785,40 cm³. El volumen de la esfera inscrita = (4/3) × π × 125 = 523,60 cm³, que es exactamente ⅔ de 785,40.
Volumen: cilindro vs cono
Un cono con el mismo radio y altura que un cilindro tiene exactamente un tercio (⅓) del volumen. Esta relación es una propiedad fundamental de los sólidos 3D.
Las fórmulas muestran la relación:
- Volumen del cilindro = π × r² × h
- Volumen del cono = (1/3) × π × r² × h
- Relación: Cono / Cilindro = 1/3
3 conos con radio y altura idénticos llenan exactamente 1 cilindro. Esto se puede demostrar llenando un cono con agua tres veces y vertiendo el agua en un cilindro de las mismas dimensiones: el cilindro se llena por completo.
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