Calculateur de volume de cylindre
Calculateur de volume de cylindre
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Définition du volume du cylindre
Le volume du cylindre est la quantité totale d'espace enfermé dans un cylindre - un solide 3D avec deux bases circulaires parallèles reliées par une surface courbe. Le volume du cylindre est mesuré en unités cubes telles que les centimètres cubes (cm³), les mètres cubes (m³), les pouces cubes (cu in) ou les litres (l).
Formule de volume de cylindre
La formule du volume du cylindre pour un cylindre droit est :
La formule fonctionne en calculant d'abord l'aire de la base circulaire (π × r²), puis en multipliant l'aire de la base par la hauteur du cylindre. Le résultat est le volume du cylindre en unités cubes.
Lorsque vous utilisez le diamètre au lieu du rayon, la formule du volume du cylindre devient : V = π × (d/2)² × h, ou de manière équivalente V = (π × d² × h) / 4, où d est le diamètre du cylindre.
Diagramme du volume du cylindre
Le diagramme de volume du cylindre ci-dessous montre toutes les dimensions nécessaires pour calculer le volume d'un cylindre. Passez la souris sur chaque dimension étiquetée pour voir son rôle dans la formule du volume du cylindre.
Passez la souris sur une dimension pour en savoir plus
Comment calculer le volume d'un cylindre
Pour calculer le volume d'un cylindre, suivez ces 3 étapes :
- Mesurez le rayon du cylindre. Mesurez la distance entre le centre de la base circulaire et son bord. Le rayon peut être dans n'importe quelle unité : centimètres (cm), mètres (m), pouces (pouces) ou pieds (pieds). Utilisez une règle ou un ruban à mesurer pour les cylindres physiques.
- Placez le rayon au carré et multipliez le résultat par Pi (π). Cela calcule l'aire de la base circulaire. Pour un cylindre de rayon 5 cm : π × 5² = π × 25 = 78,54 cm².
- Multipliez la surface de base par la hauteur du cylindre. Le résultat final est le volume du cylindre. Pour un cylindre de rayon 5 cm et de hauteur 10 cm : 78,54 × 10 = 785,40 cm³ (0,785 litre ou environ 0,21 gallon américain).
Calculateur de pas interactif
Volume d'un cylindre creux
Un cylindre creux, également appelé coque cylindrique, est un cylindre dont un cylindre plus petit est retiré de son centre. Les deux cylindres partagent le même axe vertical. Les pailles, les conduites d'eau et les rouleaux de papier toilette sont des exemples de cylindres creux.
La formule du volume d’un cylindre creux est :
Où R est le rayon externe, r est le rayon interne et h est la hauteur du cylindre.
La même formule peut utiliser le diamètre externe (D) et le diamètre interne (d) : V = π × h × [(D² − d²) / 4].
Pour un rouleau de papier toilette d'un diamètre extérieur de 11 cm (rayon extérieur de 5,5 cm), d'un diamètre intérieur de 4 cm (rayon intérieur de 2 cm) et d'une hauteur de 9 cm : V = π × 9 × (5,5² − 2²) = π × 9 × (30,25 − 4) = π × 9 × 26,25 = 742,2 cm³. Ce volume représente l'espace occupé par le papier et le carton.
Ajustez le curseur pour modifier le rayon interne
Volume d'un cylindre oblique
Un cylindre oblique (ou cylindre incliné) est un cylindre dont les côtés ne sont pas perpendiculaires aux bases. Le cylindre oblique penche d’un côté, contrairement à un cylindre droit standard qui est droit.
La formule du volume du cylindre pour un cylindre oblique est la même que pour un cylindre droit : V = π × r² × h. La principale différence est que la hauteur (h) doit être la hauteur perpendiculaire - la distance la plus courte entre les deux bases parallèles - et non la longueur du côté incliné.
Cela fonctionne grâce au principe de Cavalieri : deux solides 3D avec des sections transversales égales à chaque hauteur ont le même volume. L'inclinaison d'un cylindre ne modifie pas la surface des sections circulaires à quelque hauteur que ce soit.
Faites glisser pour incliner le cylindre et voyez comment la hauteur perpendiculaire reste constante
Volume d'un cylindre incliné
Le volume d'un cylindre incliné utilise l'angle d'inclinaison et la longueur du côté au lieu de la hauteur perpendiculaire. Cette approche est pratique lorsque la hauteur perpendiculaire est difficile à mesurer directement.
La formule du volume du cylindre incliné est la suivante :
Où r est le rayon du cylindre, L est la longueur du côté (longueur inclinée) et θ est l'angle d'inclinaison entre le côté et la base.
Pour calculer le volume d'un cylindre incliné, suivez ces 6 étapes :
- Trouvez le rayon, la longueur du côté et l'angle d'inclinaison du cylindre.
- Carré le rayon.
- Multipliez le résultat par Pi (π).
- Prenez le péché de l'angle.
- Multipliez le péché par la longueur du côté.
- Multipliez les résultats des étapes 3 et 5 ensemble. Le résultat est le volume incliné du cylindre.
Volume d'un cylindre elliptique
Un cylindre elliptique a une ellipse comme base au lieu d'un cercle. Une ellipse a deux rayons : le grand axe (le plus grand rayon, souvent appelé a) et l'petit axe (le plus petit rayon, souvent appelé b).
La formule du volume du cylindre elliptique est la suivante :
Où a est le grand axe (le plus grand rayon), b est le petit axe (le plus petit rayon) et h est la hauteur du cylindre.
Lorsque a = b, l'ellipse devient un cercle et la formule se réduit à la formule standard du volume du cylindre : V = π × r² × h.
Volume d'un cylindre ovale
Un cylindre ovale a un ovale (ellipse) comme base plutôt qu'un cercle. Les termes « cylindre ovale » et « cylindre elliptique » décrivent le même solide 3D : un cylindre avec une section elliptique.
Pour trouver le volume d’un cylindre ovale, suivez ces 4 étapes :
- Multipliez le plus petit rayon de l'ovale (petit axe) par le plus grand rayon (grand axe).
- Multipliez le produit par Pi (π). Cela donne l'aire de la base elliptique.
- Multipliez la surface de base par la hauteur du cylindre.
- Le résultat est le volume du cylindre ovale.
Pour un cylindre ovale avec un grand axe de 8 cm, un petit axe de 5 cm et une hauteur de 12 cm : V = π × 8 × 5 × 12 = π × 480 = 1 507,96 cm³ (1,508 litres ou environ 0,398 gallons américains).
Volume d'un cylindre droit
Un cylindre droit est un cylindre dont les côtés sont perpendiculaires (à un angle de 90°) aux bases circulaires. Le terme « droit » signifie que l'axe reliant les centres des deux bases est à angle droit par rapport aux bases. La plupart des cylindres rencontrés dans la vie quotidienne – canettes, bouteilles, pipes – sont des cylindres droits.
Le volume d'un cylindre droit utilise la formule standard du volume du cylindre : V = π × r² × h, où r est le rayon du cylindre et h est la hauteur du cylindre.
La différence entre un cylindre droit et un cylindre oblique réside dans l’orientation de l’axe. Un cylindre droit est droit, tandis qu'un cylindre oblique s'incline. Les deux ont le même volume lorsque la hauteur perpendiculaire et le rayon sont égaux.
Volume du cylindre ou de la sphère
Une sphère inscrite à l’intérieur d’un cylindre (touchant les deux bases et le côté) a une relation de volume spécifique avec ce cylindre. Le volume de la sphère est égal aux deux tiers (⅔) du volume du cylindre.
Les formules sont :
- Volume du cylindre = π × r² × h = π × r² × 2r = 2πr³
- Volume de la sphère = (4/3) × π × r³ = (4/3)πr³
- Rapport : Sphère / Cylindre = (4/3)πr³ / 2πr³ = 2/3
Pour un cylindre de rayon 5 cm et de hauteur 10 cm (2r) : volume du cylindre = 2π × 125 = 785,40 cm³. Le volume de la sphère inscrite = (4/3) × π × 125 = 523,60 cm³, ce qui correspond exactement aux ⅔ de 785,40.
Volume : cylindre ou cône
Un cône ayant le même rayon et la même hauteur qu'un cylindre a exactement un tiers (⅓) du volume. Cette relation est une propriété fondamentale des solides 3D.
Les formules montrent la relation :
- Volume du cylindre = π × r² × h
- Volume du cône = (1/3) × π × r² × h
- Rapport : Cône / Cylindre = 1/3
3 cônes de rayon et de hauteur identiques remplissent exactement 1 cylindre. Cela peut être démontré en remplissant trois fois un cône d’eau et en versant l’eau dans un cylindre de mêmes dimensions – le cylindre se remplit complètement.
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