このページでは直方体・立方体・〜柱の体積について説明します。
底面が三角形である三角柱、底面が四角形である四角柱、底面が五角形である五角柱、底面が円である円柱は下の図のような形です。四角柱は直方体とよばれることもあります。立方体は四角柱の特別な場合(すべての辺が同じ長さの場合)です。
また、底面の面積を底面積といい、〜柱(直方体、立方体)の体積は(底面積)×(高さ)になります。これは、立方体〜個分の「〜」の部分が(底面積)×(高さ)になるからです。
詳しく説明していきます。下の図のようなたてが2cm、よこが3cm、高さが5cmの四角柱の場合を考えていきます。長さが違っても、または、三角柱や五角柱や円柱などでも考え方は同じです。長さの単位がcmなので、辺の長さが1cmの立方体何個分かで体積を答えます。
まず、下の図のように、底面と同じ形の、つまり、たてが2cm、よこが3cmの四角の中に、辺の長さが1cmの立方体をすきまなく置いたとき、何個置けるかを考えます。また、1段しか積まない場合について考えます。
辺の長さが1cmの立方体の底面積は1cm2なので、面積1cm2につき、1個置くことができることがわかります。四角の面積は2×3=6cm2なので、6個置くことができます。
次に、四角柱が辺の長さが1cmの立方体何個分か考えます。下の左の図のものを高さ分、つまり5段積めば四角柱と同じ大きさになることが分かります。下の左の図のものは上に書いたように立方体6個なので、四角柱は6×5=30個分であることがわかります。つまり、四角柱の体積は30cm3です。
上に書いたように、底面積は1段分の立方体の個数を表し、高さは何段積めるかを表しているので、体積が(底面積)×(高さ)になります。
また、長さがcmで表されているとき、(底面積)×(高さ)の公式で計算した体積は〜cm3と表され、長さがmで表されているとき、(底面積)×(高さ)の公式で計算した体積は〜m3と表されることに注意してください。
これは、長さがcmで表されているときは、(底面積)×(高さ)が”辺の長さが1cmの立方体〜個分”の「〜」の部分に一致し、長さがmで表されているときは、(底面積)×(高さ)が”辺の長さが1mの立方体〜個分”の「〜」の部分に一致するからです。