体積
読み:たいせき
外語:volume
物体が、
3次元空間
中に占める領域の大きさのこと。
目次
概要
三次元的大きさ
容積
特徴
体積計算
直方体の体積
三角柱の体積
円柱の体積
三角錐の体積
円錐の体積
球の体積
概要
三次元的大きさ
3次元
においては自由度は3で、これは
X軸
・
Y軸
・
Z軸
という三つの軸で表現できる。より簡潔に言えば、縦と横と高さである。
X・Y軸(縦横)という
2次元
的な大きさである
面積
に、Z軸として高さを加えたもの、と言える。
空間
に占める「あるもの」の大きさは、直方体や立方体の場合は縦と横と高さのそれぞれの長さの
積
で求めることができ、これが体積となる。
容積
似たものに
容積
というものがある。本来、体積と容積は異なるものだが、あまり区別されていない。
国際単位系
では、容積はなく、これを体積として扱っている。
また、
ヤードポンド法
や
尺貫法
などをはじめとする古い単位系は、洋の東西を問わず水や酒、農作物等を計量するために作られ使われてきたものであるため、これらは体積ではなく容積の単位であるといえる。
特徴
国際単位系
では、基本単位を用いたSI組立単位として表現される。
SIでは長さの基本単位は
メートル
なので、主にはメートルの三乗、つまり立方メートル(m
3
)などの単位を用いることになる。
そのほか規模にあわせ、mm
3
、cm
3
、km
3
など様々なものが使われる。
体積の計算は、日本の初等教育課程に於いては小学校6年生で学ぶことになっている。
体積計算
直方体の体積
立方体は直方体の一種であるので、同様に扱うことができる。
その体積は、[縦]×[横]×[高さ]で求めることができる。
三角柱の体積
三角柱とは、底面が三角形で、それを高さ方向に伸ばした柱体である。
その体積は、[底面積]×[高さ]で求めることができる。
これは、底面の面積を高さ分積み上げている、と考えることが可能である。
なお、三角柱に限らず、他の形状の柱体でも同様である。
円柱の体積
円柱とは、底面が円形で、それを高さ方向に伸ばした柱体である。
これも三角柱と同様であり、その体積は、[底面積]×[高さ]で求めることができる。
その理由なども、三角柱などと同様である。
三角錐の体積
三角錐とは、底面が三角形で、その三点からもう一点に向かう辺を持つ錐体であり、結果として四つある全ての面が三角形である。エジプトのピラミッドなどがその代表といえる。
その体積は、「[底面積]×[高さ]×[1/3]」である。
このようになる理由は、
積分
によって確かめることができる。
円錐の体積
円錐とは、底面が円形で、その三点からもう一点に向かう辺を持つ錐体である。
これも三角柱と同様であり、その体積は、「[底面積]×[高さ]×[1/3]」で求めることができる。
その理由なども、三角錐などと同様である。
球の体積
球の体積は、4/3πr
3
で求めることができる。
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