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Technische Mathematik & Geometrie

Kugel: Oberfläche

Oberfläche einer Kugel aus dem Radius: O = 4 · π · r² – das Vierfache der Kreisfläche gleichen Radius.

Umstellen nach

Die Oberfläche einer Kugel ist O = 4 · π · r², also genau das Vierfache der Kreisfläche mit demselben Radius; mit dem Durchmesser lautet die Formel O = π · d². Von allen Körpern hat die Kugel bei gegebenem Volumen die kleinste Oberfläche.

Die Oberfläche bestimmt den Dämm- und Anstrichbedarf von Kugelbehältern, die wärmeübertragende Fläche von Kugeln (etwa bei Schüttungen und Katalysatorkörnern) und über die Projektionsfläche den Strömungswiderstand kugelförmiger Teilchen.

Größen und Einheiten

SymbolBedeutungEinheit
Oberflächegesamte Kugeloberflächem²
RadiusKugelradius (r = d / 2)m

Rechner

m²
m

Ergebnis

Rechenweg

  1. Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.

Grafik

Kugel: OberflächeKugel mit r = 1,5 m, O = 28,27 m².r = 1,5 mO = 28,27 m²
Beispiel: 28,3 m²

Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.

Beispiel

Ein Kugelbehälter mit 3,00 m Außendurchmesser soll gedämmt werden. Wie groß ist die zu dämmende Oberfläche?

  1. Gegeben: d = 3,00 m → r = 1,50 m. Gesucht: Oberfläche O.
  2. Formel: O = 4 · π · r².
  3. Einsetzen: O = 4 · π · (1,50 m)² = 4 · π · 2,25 m² = 28,27 m².
  4. Ergebnis: Rund 28,3 m² – das Vierfache der Kreisfläche mit gleichem Radius (π · r² = 7,07 m²). Die Dämmung selbst hat außen eine etwas größere Fläche, weil ihr Radius um die Dämmdicke größer ist.

Ergebnis: 28,3 m²

Gültigkeit & Hinweise

  • Die Kugel hat bei gegebenem Volumen die kleinste Oberfläche aller Körper – deshalb sind Kugelbehälter bei Wärmeverlusten und Materialbedarf im Vorteil.
  • Mit dem Durchmesser: O = π · d².
  • Für eine Halbkugel (z. B. Kuppel) ist die gekrümmte Fläche 2 · π · r²; soll die ebene Schnittfläche dazu, kommt π · r² hinzu.

Typische Fehler

  • Durchmesser statt Radius quadrieren (vierfache Fläche).
  • Mit 4/3 · π · r³ (Volumen) verwechseln.
Verwandte Formeln:Quelle: Elementargeometrie (z. B. Tabellenbuch Metall)