Python程序来计算球体的体积和面积

球体（实体）通常被认为是二维图形，即使该图形从其中心在三个平面上可见。造成这种情况的主要原因是，球体仅使用其半径进行测量。

然而，空心球体被认为是三维图形，因为它在其球壁内包含空间，并且有两个不同的半径来测量其尺寸。

球形图形只有总表面积，因为只有一个维度来测量整个物体。计算球体表面积的公式为 -

固体球体面积 −[数学处理错误]4πR2

球体的体积被认为是物体的圆形壁所保持的质量。计算球体体积的公式为−

固体球体体积 −[数学处理错误]43 πr3

空心球体积 −[数学处理错误]43 π（R−r）3

其中，R 是外球体的半径，r 是内球体的半径。

输入输出方案

让我们看一些输入输出场景来计算球体的面积和体积 -

假设要找到的面积和体积是一个实心球体 -

<span style="color:#000000">Input: 7 // 7 is the radius
Result: Area - 314.1592653589793
Volume - 359.188760060433
</span>

假设要找到的面积和体积是一个空心球体 -

<span style="color:#000000">Input: (7, 5) // 7 is the outer radius, 5 is the inner radius
Result: Area - 314.1592653589793 // Area is same
Volume - 100.53096491487338
</span>

使用数学公式

在python程序中，我们使用讨论的数学公式并计算球体的面积和体积。我们导入匹配库以使用 pi 常量。

例

以下是查找球形 3D 图形的面积和体积的示例 -

import math R 
 = 
 7 
 #outer radius of sphere r 
 = 
 5 
 # inner radius of sphere 
 #calculating area of solid sphere area 
 = 
 4
 *
 (math
 .pi
 )
 *
 (r
 )
 *
 (r
 ) 
 #calculating volume of hollow sphere volume_hollow 
 = 
 4
 *
 (math
 .pi
 )
 *
 (R 
 - r
 )
 *
 (R 
 - r
 )
 *
 (R 
 - r
 ) 
 #calculating volume of solid sphere volume_solid 
 = 
 (
 1
 /
 3
 )
 *
 (math
 .pi
 )
 *
 (R
 )
 *
 (R
 )
 *
 (R
 ) 
 #displaying output 
 print
 (
 "Area of the sphere: "
 , 
 str
 (area
 )
 ) 
 print
 (
 "Volume of the hollow sphere: "
 , 
 str
 (volume_hollow
 )
 ) 
 print
 (
 "Volume of the solid sphere: "
 , 
 str
 (volume_solid
 )
 )

输出

输出如下所示 -

<span style="color:#000000">Area of the sphere: 314.1592653589793
Volume of the hollow sphere: 100.53096491487338
Volume of the solid sphere: 359.188760060433
</span>

计算面积和体积的功能

Python还利用函数来提高程序的模块化。在这种情况下，我们使用一个计算球体面积和体积的函数。

例

在下面的python程序中，我们使用用户定义的函数计算实心球和空心球体的面积和体积 -

import math 
 def 
 sphere_area_volume
 (R
 , r
 )
 : 
 #calculating area of solid sphere area 
 = 
 4
 *
 (math
 .pi
 )
 *
 (r
 )
 *
 (r
 ) 
 #calculating volume of hollow sphere volume_hollow 
 = 
 4
 *
 (math
 .pi
 )
 *
 (R 
 - r
 )
 *
 (R 
 - r
 )
 *
 (R 
 - r
 ) 
 #calculating volume of solid sphere volume_solid 
 = 
 (
 1
 /
 3
 )
 *
 (math
 .pi
 )
 *
 (R
 )
 *
 (R
 )
 *
 (R
 ) 
 #displaying output 
 print
 (
 "Area of the sphere: "
 , 
 str
 (area
 )
 ) 
 print
 (
 "Volume of the hollow sphere: "
 , 
 str
 (volume_hollow
 )
 ) 
 print
 (
 "Volume of the solid sphere: "
 , 
 str
 (volume_solid
 )
 ) R 
 = 
 7 
 #outer radius of sphere r 
 = 
 5 
 # inner radius of sphere sphere_area_volume
 (R
 , r
 )

输出

在执行上述代码时，输出以 -

<span style="color:#000000">Area of the sphere: 314.1592653589793
Volume of the hollow sphere: 100.53096491487338
Volume of the solid sphere: 359.188760060433</span>