أداة الحاسبة
كيف تعمل هذه الحاسبة
استخدم الشرح لفهم طريقة الحساب والافتراضات وحدود النتيجة العملية قبل الاعتماد عليها.
ما هي الكرة؟
الكرة جسم هندسي ثلاثي الأبعاد كروي تام. كل نقطة على سطحها تبعد نفس المسافة — نصف القطر — عن المركز. تشمل أمثلتها الشائعة: الكرات الرياضية، الكرات الأرضية، فقاعات الصابون، والكواكب.
الصيغ
ليكن نصف القطر (نصف القطر الكامل).
| القياس | الصيغة |
|---|---|
| الحجم | |
| المساحة السطحية | |
| القطر |
مثال محلول
لكرة بنصف قطر 5 سم:
بما أن 1 لتر = 1,000 سم³، تسع هذه الكرة نحو 0.524 لتر من السائل.
العلاقة بين المساحة السطحية والحجم
تنمو المساحة السطحية بمقدار بينما ينمو الحجم بمقدار . مضاعفة نصف القطر تُضاعف المساحة السطحية أربع مرات ولكنها تُضاعف الحجم ثماني مرات. لذا تكون الكرات الكبيرة أوعيةً أكثر كفاءة — أقل سطحاً بالنسبة للحجم — وهذا مهم في العزل الحراري والتغليف وأحجام الخلايا البيولوجية.
الاستخدامات الشائعة
تُطبَّق حسابات الكرة في الكرات الرياضية، تحديد سعة الخزانات الكروية (تسع حجماً أكبر لكل وحدة سطح مقارنةً بالأسطوانات)، فيزياء فقاعات الصابون، رياضة رمي الثقل، والفلك.
الأسئلة الشائعة
لماذا تتضمن صيغة حجم الكرة المقدار 4/3؟
يأتي المقدار من تكامل المقاطع الدائرية من قطب إلى آخر بالتفاضل والتكامل. اكتشف أرخميدس أن حجم الكرة يساوي تماماً ثلثَي حجم أسطوانة بنفس نصف القطر وارتفاع يساوي القطر. إذن .
إذا عرفت القطر وليس نصف القطر، ماذا أدخل؟
اقسم القطر على 2 للحصول على نصف القطر ثم أدخل الناتج. كرة قطرها 10 سم نصف قطرها 5 سم. الحجم = . تُعرض قيمة القطر تلقائياً في النتائج.
كيف تُقارن المساحة السطحية للكرة بمكعب له نفس الحجم؟
الكرة هي الشكل الأكثر كفاءة: تحصر أكبر حجم بأقل مساحة سطحية. كرة حجمها 523.6 سم³ مساحتها السطحية نحو 314 سم². مكعب بنفس الحجم ضلعه ومساحته السطحية — أي أكثر بنحو 24% لنفس الحجم.
ما وحدة الحجم الناتجة عن الحساب؟
الحجم يُعبَّر عنه بالوحدات المكعبة المطابقة لوحدة نصف القطر المُدخَل. إذا كان نصف القطر بالسنتيمترات فالحجم بالسم³. وإذا كان بالأمتار فالحجم بالم³. بما أن 1 لتر = 1,000 سم³، تسع كرة حجمها 1,000 سم³ لتراً واحداً بالضبط.