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Oberfläche und Volumen von Quader, Zylinder, Kegel, Pyramide und Kugel

Die Oberfläche ist der Flächeninhalt der gesamten Außenhaut eines Körpers, so wie das Papier, das man zum Einpacken braucht. Das Volumen ist der Platz im Inneren, zum Beispiel die Wassermenge, die hineinpasst. Das Volumen eines Quaders ist die Anzahl der 1-cm-Würfel, die hineinpassen. Ein Kegel fasst ein Drittel eines Zylinders mit gleicher Grundfläche und Höhe, und eine Pyramide fasst ein Drittel des passenden Prismas.

🎬 Geschichte Schritt für Schritt

  1. Ein Quader besteht aus 1-cm-Würfeln: 5 in der Länge, 4 in der Breite und 3 Schichten. In jeder Schicht liegen 20 Würfel, bei 3 Schichten sind das 60 Würfel. Volumen = l × b × h = 60 cm³.
  2. Klappe die sechs Seitenflächen des Quaders auf. Gegenüberliegende Flächen sind gleich: oben und unten je 20, vorne und hinten je 15, die Seiten je 12. Gesamte Oberfläche = 2(20 + 15 + 12) = 94 cm².
  3. Schneide die gekrümmte Seite eines Zylinders auf und rolle sie flach aus. Es entsteht ein Rechteck, das 2πr lang und h breit ist. Also ist die Mantelfläche = 2πrh.
  4. Fülle einen Kegel mit Wasser und gieße es in einen Zylinder mit gleicher Grundfläche und Höhe. Du brauchst 3 Güsse. Auch eine Pyramide füllt ihr Prisma in 3 Güssen. Beide haben also das Volumen ⅓ × Grundfläche × Höhe.
  5. Schneide eine Kugel in zwei Hälften. Jede Hälfte ist eine Halbkugel mit einem gekrümmten Teil von 2πr² und einem neuen ebenen Kreis von πr². Die gesamte Oberfläche einer Halbkugel ist also 3πr².
  6. Freies Spielen: Wähle einen beliebigen Körper, ändere seine Größe mit den Reglern und beobachte Oberfläche und Volumen.

Tipp: Zieh die 3D-Szene, um sie zu drehen. Mit zwei Fingern zoomst du.

🤔 Häufige Zweifel, geklärt

Warum wird das Volumen in cm³ gemessen, die Fläche aber in cm²?

Bei der Fläche zählt man ebene Quadrate (Länge × Breite). Beim Volumen zählt man Würfel (Länge × Breite × Höhe). In Schritt 1 siehst du, wie die Würfel gezählt werden.

Was ist der Unterschied zwischen Mantelfläche und gesamter Oberfläche?

Mantelfläche heißt nur die Seiten (wie die vier Wände eines Zimmers). Die gesamte Oberfläche enthält auch Deckel und Boden.

Warum ist die Mantelfläche des Zylinders 2πrh?

Wenn du sie ausrollst, wird sie zu einem Rechteck. Eine Seite ist der Kreisumfang (2πr), die andere ist die Höhe h. Rechteckfläche = 2πr × h.

Warum steht im Volumen des Kegels ein ⅓?

Genau drei Kegel voll Wasser füllen einen Zylinder mit gleicher Grundfläche und Höhe. Dasselbe passiert bei einer Pyramide und ihrem Prisma.

Warum nimmt man für die Mantelfläche des Kegels die Mantellinie l und nicht h?

Die gekrümmte Fläche läuft schräg von der Spitze zum Rand. Ihre wahre Länge entlang der Schräge ist l, und das ist länger als die senkrechte Höhe h.

Ist die Oberfläche einer Halbkugel die Hälfte der Oberfläche einer Kugel?

Nur der gekrümmte Teil ist halb so groß (2πr²). Eine massive Halbkugel hat zusätzlich einen ebenen Kreis πr², also ist ihre gesamte Oberfläche 3πr².

Oberfläche und Volumen: Was bedeuten sie?

Oberfläche = Flächeninhalt aller äußeren Flächen zusammen. Einheit: cm² oder m². Volumen = Platz im Inneren. Einheit: cm³ oder m³. 1 Liter = 1000 cm³, und 1 m³ = 1000 Liter.

Mantelfläche = nur die Seite, ohne Deckel und Boden. Gesamte Oberfläche = alles, was außen ist.

Quader und Würfel

Ein Quader hat die Länge l, die Breite b und die Höhe h. Er hat 6 Rechteckflächen in 3 gleichen Paaren.

Ein Würfel ist ein Quader, bei dem alle Seiten a lang sind: Gesamte Oberfläche = 6a², Mantelfläche = 4a², Volumen = a³.

Zylinder

Ein Zylinder hat zwei Kreisflächen (Radius r) und die Höhe h. Rollst du die Seite aus, ist sie ein Rechteck mit 2πr mal h.

Kegel

Ein gerader Kreiskegel hat eine Kreisfläche als Grundfläche (Radius r), die Höhe h (von der Spitze senkrecht nach unten zum Mittelpunkt) und die Mantellinie l (von der Spitze zum Rand der Grundfläche). Mit dem Satz des Pythagoras gilt l = √(r² + h²).

Pyramide

Eine Pyramide hat ein ebenes Vieleck als Grundfläche und Dreiecksflächen, die sich in einer Spitze treffen. Für eine quadratische Pyramide mit der Grundseite a und der Höhe h gilt:

Diese ⅓-Regel gilt für jede Pyramide und jeden Kegel: Volumen = ⅓ × Grundfläche × Höhe.

Kugel und Halbkugel

Eine Kugel ist ein vollkommen runder Ball mit dem Radius r. Eine Halbkugel ist ein halber Ball.

Eine oben offene Schale hat nur den gekrümmten Teil, also 2πr².

Aufbau der Prüfung

In der CBSE-Prüfung der Klasse 9 (2026-27) bringt die Körperberechnung 14 Punkte. Typische Aufgaben: die Stoffmenge für ein Zelt (Kegel), die Kosten für das Streichen von Wänden (Mantelfläche eines Quaders), das Fassungsvermögen eines Tanks in Litern und das Blech für eine Schale (Halbkugel). Rechne zuerst die Einheiten um und schreibe immer cm² oder cm³ dazu.

Probiere es zu Hause aus

Rolle einen Papierkegel und einen Papierzylinder mit gleicher Kreisgrundfläche und gleicher Höhe. Fülle den Kegel mit Reis und schütte ihn in den Zylinder. Zähle die Güsse: Du brauchst etwa 3. Schneide dann einen leeren Saftkarton auf und falte ihn flach, damit du seine sechs Flächen siehst. Miss sie und addiere sie, dann hast du seine Oberfläche.

Wichtige Formeln und Definitionen

Gelöste Beispiele

1. Eine Schachtel ist 5 cm lang, 4 cm breit und 3 cm hoch. Berechne ihre gesamte Oberfläche und ihr Volumen.

O = 2(5×4 + 4×3 + 3×5) = 2(20 + 12 + 15) = 94 cm². Volumen = 5 × 4 × 3 = 60 cm³.

2. Ein Würfel hat die Seitenlänge 6 cm. Berechne seine Mantelfläche, seine gesamte Oberfläche und sein Volumen.

M = 4 × 36 = 144 cm². O = 6 × 36 = 216 cm². Volumen = 6³ = 216 cm³.

3. Ein Zylinder hat den Radius 7 cm und die Höhe 10 cm. Berechne seine Mantelfläche, seine gesamte Oberfläche und sein Volumen. (π = 22/7)

M = 2 × 22/7 × 7 × 10 = 440 cm². Beide Kreisflächen = 2 × 22/7 × 49 = 308 cm². O = 748 cm². Volumen = 22/7 × 49 × 10 = 1540 cm³.

4. Ein Kegel hat den Radius 7 cm und die Höhe 24 cm. Berechne seine Mantellinie, seine Mantelfläche, seine gesamte Oberfläche und sein Volumen. (π = 22/7)

l = √(49 + 576) = √625 = 25 cm. M = 22/7 × 7 × 25 = 550 cm². O = 550 + 154 = 704 cm². Volumen = ⅓ × 22/7 × 49 × 24 = 1232 cm³.

5. Eine quadratische Pyramide hat die Grundseite 10 m und die Höhe 12 m. Berechne ihre gesamte Oberfläche und ihr Volumen.

Seitenhöhe = √(12² + 5²) = 13 m. Jedes Dreieck = ½ × 10 × 13 = 65 m², vier Flächen = 260 m². O = 100 + 260 = 360 m². Volumen = ⅓ × 100 × 12 = 400 m³.

6. Berechne die Oberfläche und das Volumen eines Balls mit dem Radius 7 cm und die gesamte Oberfläche einer massiven Halbkugel mit demselben Radius. (π = 22/7)

Kugel: 4 × 22/7 × 49 = 616 cm²; Volumen = ⁴⁄₃ × 22/7 × 343 ≈ 1437.33 cm³. Halbkugel O = 3πr² = 3 × 154 = 462 cm².

7. Ein zylindrischer Wassertank hat den Radius 1.4 m und die Höhe 2 m. Wie viele Liter fasst er? (π = 22/7)

Volumen = 22/7 × 1.96 × 2 = 12.32 m³. 1 m³ = 1000 L, also fasst er 12320 Liter.

Häufige Fehler

Übungsquiz

1. Das Volumen eines Quaders mit 6 cm × 5 cm × 2 cm ist:
2. Die Mantelfläche eines Zylinders ist:
3. Ein Kegel und ein Zylinder haben gleiche Grundfläche und Höhe. Das Volumen des Kegels ist:
4. Die gesamte Oberfläche einer massiven Halbkugel ist:
5. Die Mantellinie eines Kegels mit r = 6 cm und h = 8 cm ist:

Üben: Beantworte diese selbst

Tippe oder wähle deine Antwort und drücke dann Prüfen. Nutze einen Tipp, wenn du nicht weiterkommst; die ganze Lösung erscheint nach deiner Antwort.

Häufig gestellte Fragen

Wie lautet die Formel für das Volumen eines Kegels?

Volumen = ⅓πr²h, wobei r der Radius der Grundfläche und h die Höhe ist. Das ist ein Drittel eines Zylinders mit gleicher Grundfläche und Höhe.

Was ist der Unterschied zwischen Oberfläche und Volumen?

Die Oberfläche ist der Flächeninhalt der Außenhaut (in cm²). Das Volumen ist der Platz im Inneren (in cm³).

Wie berechnet man das Volumen einer Pyramide?

Volumen = ⅓ × Grundfläche × Höhe. Bei einer quadratischen Grundfläche mit der Seite a ist es ⅓a²h.

Wo das unterrichtet wird

Canada (Ontario)Grade 8E. Spatial Sense
Canada (Ontario)Grade 10Measurement and Trigonometry
Canada (Ontario)Grade 10Measurement and Geometry
Canada (Ontario)Grade 12B. Reflecting, Responding, and Analysing
Canada (Ontario)Grade 12C. Geometry and Trigonometry
Canada (Ontario)Grade 12D. Applications of Geometry
Canada (Ontario)Grade 12C. Applications of Measurement
ItalyScuola secondaria di primo grado – classe 3ªSpace and figures
PolandSzkoła podstawowa, klasa VIIISolid geometry
RomaniaClasa a VIII-aAreas and volumes of solids
Spain2º ESOMeasurement sense
Spain3º ESOMeasurement sense
Ukraine11 класGeometry: polyhedra (24 h)
Ukraine11 класGeometry: polyhedra (14 h)
CBSE (India)Class 9Mensuration
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 8Geometry (8.G)
South Korea고등학교 2학년Shapes and measurement
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 8Circle and cylinder
FranceQuatrièmeQuantities and measures
China高一Ch.8 Solid geometry

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