AT Academy
Zum Mathematik-Inhalt

Kugeln · Erklären & üben

Halbkugel - Volumen und Oberfläche

Eine Halbkugel entsteht durch einen Schnitt durch den Kugelmittelpunkt. Ihr Volumen ist halb so groß wie das Kugelvolumen; ihre gesamte Oberfläche enthält zusätzlich den ebenen Schnittkreis.

Erklärung 01

Eine Hälfte des Kugelkörpers

Der Schnitt muss durch den Mittelpunkt gehen, damit zwei gleich große Halbkugeln entstehen. Die Schnittfläche ist ein Großkreis mit Radius r. Für das Volumen halbierst du die Kugelformel. Ein versetzter Schnitt erzeugt keine Halbkugel.

  1. Bei gegebenem Durchmesser zuerst halbieren.

Vhalb=23πr3\mathsf{V_{\mathsf{halb}}=\frac23\pi r^3}

Halbkugel mit oben liegender kreisförmiger Schnittfläche und gekrümmter Halbkugeloberfläche darunter.
Mittelschnitt der Kugel mit Radius und Durchmesser; dieser Kreis begrenzt die Halbkugel.

Erklärung 02

Gekrümmte Fläche oder gesamte Oberfläche?

Die gekrümmte Außenfläche ist die Hälfte der Kugeloberfläche, also 2πr². Der geschlossene Halbkugelkörper hat zusätzlich den ebenen Schnittkreis mit Fläche πr². Seine gesamte Oberfläche ist daher 3πr². Wenn nur die gewölbte Außenseite einer idealisierten offenen Schale gemeint ist, zählt allein die gekrümmte Fläche; Innenfläche, Randdicke und Materialstärke sind dann ausdrücklich ausgenommen.

  1. Lies genau, welche Flächenteile gefragt sind.

Agekr=2πr2,G=πr2,Ogesamt=3πr2\mathsf{A_{\mathsf{gekr}}=2\pi r^2,\quad G=\pi r^2,\quad O_{\mathsf{gesamt}}=3\pi r^2}

Erklärung 03

Volumen und Flächen nebeneinander

Der Radius ist für alle drei Rechnungen derselbe, aber Potenz und Vorfaktor unterscheiden sich. V hat eine Kubikeinheit, die Flächen haben Quadrateinheiten.

  1. Notiere zur Formel immer die gesuchte Größenart.

Die gesamte Oberfläche ist größer als die gekrümmte Fläche.

So geht es am Beispiel

Eine Halbkugel hat Radius 3cm. Berechne V, gekrümmte Fläche und gesamte Oberfläche.

V=23π⋅27=18π cm3\mathsf{V=\frac23\pi\cdot27=18\pi\,\mathsf{cm}^3}
Agekr=2π⋅9=18π cm2\mathsf{A_{\mathsf{gekr}}=2\pi\cdot9=18\pi\,\mathsf{cm}^2}
O=3π⋅9=27π cm2\mathsf{O=3\pi\cdot9=27\pi\,\mathsf{cm}^2}

Ergebnis

V = 18π cm³; gekrümmte Fläche 18π cm²; gesamte Oberfläche 27π cm²

So geht es am Beispiel

Eine Halbkugel hat Durchmesser 10cm. Bestimme V und die gesamte Oberfläche exakt.

r=5 cm\mathsf{r=5\,\mathsf{cm}}
V=250π3 cm3\mathsf{V=\frac{250\pi}{3}\,\mathsf{cm}^3}
O=75π cm2\mathsf{O=75\pi\,\mathsf{cm}^2}

Ergebnis

V=250π3 cm3\mathsf{V=\frac{250\pi}{3}\,\mathsf{cm}^3} und O=75π cm2\mathsf{O=75\pi\,\mathsf{cm}^2}

Erklärung 04

Zur ganzen Kugel zusammensetzen

Zwei Halbkugeln ergeben eine ganze Kugel. Ihre Volumina addieren sich. Bei der Oberfläche verschwinden beim Zusammenfügen die beiden Schnittkreisflächen im Inneren; deshalb ist die Kugeloberfläche nicht zweimal die gesamte Halbkugeloberfläche.

  1. Weiterlernen: Kugel und Oberfläche Kugel.

2⋅3πr2−2πr2=4πr2\mathsf{2\cdot3\pi r^2-2\pi r^2=4\pi r^2}

Jetzt bist du dran

Aufgaben & Lösungen

Rechne zuerst selbst. Nutze den Platz für deinen Rechenweg und vergleiche anschließend mit der Lösung.

  1. Aufgabe 1Halbkugel - Volumen und Oberfläche · AnwendenEine Halbkugel hat Radius 4cm. Berechne ihr Volumen exakt.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      V=23π⋅64=128π3 cm3\mathsf{V=\frac23\pi\cdot64=\frac{128\pi}{3}\,\mathsf{cm}^3}

    Ergebnis

    1. Volumen128π3 cm3\mathsf{\frac{128\pi}{3}\,\mathsf{cm}^3}
  2. Aufgabe 2Halbkugel - Volumen und Oberfläche · AnwendenEine Halbkugel hat Radius 4cm. Berechne nur die gekrümmte Außenfläche.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      Agekr=2π⋅16=32π cm2\mathsf{A_{\mathsf{gekr}}=2\pi\cdot16=32\pi\,\mathsf{cm}^2}

    Ergebnis

    1. Gekrümmte Fläche32π cm2\mathsf{32\pi\,\mathsf{cm}^2}
  3. Aufgabe 3Halbkugel - Volumen und Oberfläche · AnwendenEine Halbkugel hat Radius 4cm. Berechne die gesamte Oberfläche einschließlich Schnittkreis.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      O=3π⋅16=48π cm2\mathsf{O=3\pi\cdot16=48\pi\,\mathsf{cm}^2}

    Ergebnis

    1. Gesamte Oberfläche48π cm2\mathsf{48\pi\,\mathsf{cm}^2}
  4. Aufgabe 4Halbkugel - Volumen und Oberfläche · AnwendenEine Halbkugel hat Durchmesser 12cm. Berechne V und die gesamte Oberfläche exakt.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      r=6 cm\mathsf{r=6\,\mathsf{cm}}
      V=23π⋅216=144π cm3\mathsf{V=\frac23\pi\cdot216=144\pi\,\mathsf{cm}^3}
      O=3π⋅36=108π cm2\mathsf{O=3\pi\cdot36=108\pi\,\mathsf{cm}^2}

    Ergebnisse & Teilantworten

    1. Volumen144π cm3\mathsf{144\pi\,\mathsf{cm}^3}
    2. Gesamte Oberfläche108π cm2\mathsf{108\pi\,\mathsf{cm}^2}
  5. Aufgabe 5Halbkugel - Volumen und Oberfläche · AnwendenKennzeichne in der Vorlage nur die ebene Schnittkreisfläche. Die gekrümmte Fläche soll unverändert bleiben.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen

    Schnittfläche

    Vorbereitete Halbkugel mit unmarkierter ebener Schnittkreisfläche; gekrümmte Fläche hell dargestellt.

    Du kannst auf Papier arbeiten oder deine Zeichnung in Worten beschreiben.

    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Erklärung

      Der ebene Kreis liegt oben und erscheint in der räumlichen Ansicht als Ellipse.

    2. Schritt 2 · Erklärung

      Sein Radius ist derselbe wie der Kugelradius.

    Ergebnis

    1. SchnittflächeNur die obere elliptisch dargestellte Kreisfläche ist markiert.
  6. Aufgabe 6Halbkugel - Volumen und Oberfläche · AnwendenEine idealisierte halbkugelförmige Schale hat Außenradius 5cm. Nur ihre gewölbte Außenseite wird beschichtet; Innenfläche und Randdicke bleiben unberücksichtigt. Berechne die zu beschichtende Fläche.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      A=2π⋅52=50π cm2\mathsf{A=2\pi\cdot5^2=50\pi\,\mathsf{cm}^2}

    Ergebnis

    1. Beschichtete Außenfläche50π cm2\mathsf{50\pi\,\mathsf{cm}^2}

Selbstcheck

Das kann ich jetzt

  • Ich prüfe die Voraussetzungen vor jeder Rechnung.
  • Ich kann die Zeichnung und meine Begründung vergleichen.

AT Academy · Version 2026-10-21

Halbkugel - Volumen und Oberfläche | AT Academy