Kugel - Definition und Merkmale

Eine Kugel (auch Sphäre genannt) ist ein geometrischer Körper. Er ist ein Kreisobjekt und geometrisch vollkommen rund (ein perfekter runder Ball). Wie auch beim Kreis im Zweidimensionalen wird die Kugel im Dreidimensionalen als Menge aller Punkte mit gleichem Abstand zu einem Mittelpunkt definiert. Dieser Abstand wird als Radius bezeichnet. Wichtig für die Formeln und Berechnungen ist daher, dass man die Formeln für den Kreis beherrscht, denn auch hier verwendet man die Kreiszahl Pi.

kugel formeln

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Zu beachten ist, dass mit „Kugel“ zum einen die Kugeloberfläche gemeint sein kann, andererseits aber auch der Kugelkörper. Die Kugeloberfläche entsteht, indem wir einen Kreis im Raum in alle Richtungen um einen festen Punkt rotieren.

Die Kugelgleichung lautet: (x - x0)² + (y - y0)² + (z - z0)² = r². Sie beschreibt die Menge aller Punkte Pn(x|y|z), die den gleichen Abstand (den Radius r) zu einem zentralen Punkt haben.

Weitere Merkmale

  • Die Kugel hat 1 Fläche, keine Ecken und unendliche viele Seiten (die Kreislinien).
  • Sie ist punktsymmetrisch zu ihrem Mittelpunkt sowie achsensymmetrisch, sofern die Achse durch den Mittelpunkt verläuft.
  • Großkreis der Kugel ist die Fläche, die durch den Mittelpunkt verläuft. Ihr Durchmesser entspricht dem Durchmesser der Kugel.
  • Kleinkreise sind alle Kreise (Schnittflächen) innerhalb der Kugel, die kleiner als der Großkreis sind.
  • Kugelsegmente bzw. Kugelabschnitte sind die Körper, die bei der Teilung durch einen Klein- bzw. Großkreis entstehen.
  • Ist das Kugelsegment die halbe Kugel, so spricht man von einer Halbkugel (Hemisphäre).
  • Als Kugelvolumen ist der Rauminhalt definiert, der durch die Kugeloberfläche begrenzt wird.
Kugel mit Radius und Durchmesser Oberfläche. Merkmale einer Kugel.
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