Zum Inhalt springen

M6 G - Volumen von Würfel und Quader berechnen

Aus MOOCsWiki Staging
Version vom 16. September 2026, 07:27 Uhr von Maintenance script (Diskussion | Beiträge) (Math-Syntax korrigiert; Merksätze und Hinweise als normalen Text formatiert)
(Unterschied) ← Nächstältere Version | Aktuelle Version (Unterschied) | Nächstjüngere Version → (Unterschied)
aiMOOC-Siegel

M6 G - Volumen von Würfel und Quader berechnen



M6 G - Volumen von Würfel und Quader berechnen


Einleitung

Wie viel Raum ist in einer Schachtel? Wie viele kleine Würfel passen in einen großen Quader? Genau darum geht es beim Volumen. Das Volumen ist der Rauminhalt eines Körpers.

In diesem aiMOOC lernst Du das Volumen nicht nur als Formel kennen. Du baust die Vorstellung Schritt für Schritt aus Einheitswürfeln, Schichten und Kantenlängen auf. Erst wenn klar ist, warum die Rechnung funktioniert, verwenden wir die kurze Formel

V=abc.

Für einen Würfel mit gleich langen Kanten gilt

V=aaa=a3.

Dieser Kurs ist für Klasse 6 auf G-Niveau gedacht. Die Zahlen bleiben überschaubar, die Rechenwege werden sichtbar gemacht und Du kannst viele Aufgaben handelnd, zeichnerisch oder interaktiv lösen.

Ein Einheitswürfel ist ein Würfel mit der Kantenlänge 1 in einer gewählten Längeneinheit. Hat er zum Beispiel die Kantenlänge 1cm, dann besitzt er das Volumen

1cm1cm1cm=1cm3.


Lernziele

Nach diesem aiMOOC kannst Du

  1. Volumen als Rauminhalt erklären und mit Einheitswürfeln veranschaulichen.
  2. Quader in Schichten aus Einheitswürfeln zerlegen.
  3. aus Länge, Breite und Höhe das Volumen eines Quaders berechnen.
  4. die Formel V=abc verstehen und anwenden.
  5. das Volumen eines Würfels mit V=a3 berechnen.
  6. passende Volumeneinheiten wie cm3, dm3 und m3 verwenden.
  7. Ergebnisse durch Überschlagen, Einheitswürfel oder eine Umkehraufgabe prüfen.


Volumen verstehen: Raum mit Würfeln füllen

Stell Dir eine durchsichtige Box vor. Du füllst sie lückenlos mit gleich großen Würfeln. Jeder kleine Würfel hat das Volumen 1 Volumeneinheit.

Wenn in die Box insgesamt 24 Einheitswürfel passen, dann hat die Box das Volumen

V=24 Volumeneinheiten.

Bei Zentimeterwürfeln schreiben wir

V=24cm3.

Merke: Volumen bedeutet nicht, wie lang eine Kante ist und auch nicht, wie groß eine Fläche ist. Volumen sagt, wie viel dreidimensionaler Raum ein Körper einnimmt.


Von einer Reihe zur Schicht

Beginne mit einer Reihe aus 4 Einheitswürfeln:

41=4

Lege daneben zwei weitere gleich lange Reihen. Dann entsteht eine rechteckige Schicht mit 4 Würfeln in der Länge und 3 Würfeln in der Breite:

43=12.

In einer Schicht liegen also 12 Einheitswürfel.

Die Rechnung kannst Du als kleine Flächenvorstellung lesen:

4312 Würfel in einer Schicht.


Von der Schicht zum Quader

Stapeln wir nun 2 gleiche Schichten übereinander, erhalten wir:

122=24.

Der ganze Quader enthält also 24 Einheitswürfel.

Der vollständige Rechenweg lautet:

4312 pro Schicht22 Schichten=24.

Genau hier entsteht die Quaderformel:

V=abc.

Dabei stehen a, b und c für die drei zueinander senkrechten Kantenlängen.


Interaktive Befüllung mit Einheitswürfeln

Mit dieser dynamischen 3D-Aktivität kannst Du einen Quader mit Würfeln füllen, drehen und untersuchen. Beobachte zuerst nur eine Schicht und füge danach weitere Schichten hinzu.

Arbeitsauftrag:

  1. Stelle einen Quader mit 3 Würfeln Länge, 4 Würfeln Breite und 2 Schichten her.
  2. Bestimme zuerst die Anzahl der Würfel in einer Schicht.
  3. Multipliziere anschließend mit der Zahl der Schichten.
  4. Vergleiche Dein Ergebnis mit 342.

Erwarteter Rechenweg:

34=12

122=24

also

V=342=24.


Der Quader

Ein Quader besitzt sechs rechteckige Flächen. Für das Volumen interessieren uns drei Kantenlängen, die in drei verschiedene Raumrichtungen zeigen.

Die Volumenformel lautet:

V=abc

Du kannst auch schreiben:

V=LängeBreiteHöhe.

Wichtig ist, dass alle drei Kantenlängen vor dem Rechnen in derselben Längeneinheit angegeben sind.


Beispiel 1: Quader mit Zentimeterangaben

Gegeben:

a=4cm

b=3cm

c=2cm

Schritt 1: Werte in die Formel einsetzen:

V=4cm3cm2cm

Schritt 2: zuerst eine Schicht berechnen:

43=12

Schritt 3: mit der Zahl der Schichten multiplizieren:

122=24

Schritt 4: Einheit angeben:

V=24cm3.


Beispiel 2: Ein Quader mit Dezimeterangaben

Ein Quader besitzt die Kantenlängen

a=3dm, b=5dm, c=4dm.

Dann gilt:

V=3dm5dm4dm

V=15dm24dm

V=60dm3.

Als Schichten gedacht:

3515 Einheitswürfel je Schicht44 Schichten=60.


Interaktive Quader-Werkstatt

In dieser deutschsprachigen GeoGebra-Aktivität kannst Du Kantenlängen verändern und beobachten, wie sich das Volumen ändert.

Probiere nacheinander:

  1. a=2, b=3, c=4
  2. a=2, b=3, c=5
  3. a=2, b=3, c=6

Notiere jeweils das Volumen. Erkläre danach: Was passiert mit dem Volumen, wenn nur die Höhe um 1 wächst?


Der Würfel

Ein Würfel ist ein besonderer Quader. Alle Kanten sind gleich lang.

Deshalb wird aus

V=abc

beim Würfel

V=aaa

und kurz

V=a3.

Für einen Würfel mit

a=5cm

gilt:

V=5cm5cm5cm

V=25cm25cm

V=125cm3.


Warum steht beim Volumen eine hochgestellte 3?

Bei einer Länge gibt es eine Raumrichtung:

cm.

Bei einer Fläche werden zwei Längen miteinander multipliziert:

cmcm=cm2.

Bei einem Volumen werden drei Längen miteinander multipliziert:

cmcmcm=cm3.

Darum heißt cm3 Kubikzentimeter.


Volumeneinheiten

Die wichtigsten Volumeneinheiten auf diesem Niveau sind:

Längeneinheit des Einheitswürfels Volumeneinheit Bedeutung
1cm 1cm3 Würfel mit 1cm Kantenlänge
1dm 1dm3 Würfel mit 1dm Kantenlänge
1m 1m3 Würfel mit 1m Kantenlänge

Da

1dm=10cm

gilt für einen Kubikdezimeter:

1dm3=10cm10cm10cm

und damit

1dm3=1000cm3.

Ebenso gilt:

1m3=1000dm3.


Visuelles Stellenwertmodell für Kubikeinheiten

Bei Längeneinheiten bedeutet ein Schritt oft den Faktor 10. Bei Volumeneinheiten wird dieser Faktor in drei Raumrichtungen wirksam:

101010=1000.

Größere Einheit Schritt Kleinere Einheit
1m3 ×1000 1000dm3
1dm3 ×1000 1000cm3

Achtung: Ein Volumen wird nicht mit 10, sondern pro Einheitenschritt mit 1000 umgerechnet.


Volumen ist nicht Oberfläche

Ein Quader besitzt eine Oberfläche und ein Volumen. Das sind zwei verschiedene Größen.

Das Netz zeigt die Flächen eines Quaders. Es hilft beim Verständnis der Oberfläche. Das Volumen dagegen beschreibt den Raum im Inneren des Körpers.

Vergleiche:

Oberflächecm2

Volumencm3.

Für diesen aiMOOC konzentrieren wir uns auf das Volumen.


Ein visueller Rechenweg in vier Schritten

Beispiel: a=6cm, b=2cm, c=3cm.

Schritt Darstellung Bedeutung
1 62 Würfel in einer Schicht zählen
2 62=12 Eine Schicht enthält 12 Würfel
3 123=36 Drei gleiche Schichten stapeln
4 V=36cm3 Ergebnis mit Kubikeinheit angeben

Kurzform:

V=623=36cm3.


Rechenstrategie für Sachaufgaben

Wenn eine Sachaufgabe nach dem Rauminhalt einer quaderförmigen Kiste, Schachtel oder eines Beckens fragt, gehst Du so vor:

  1. Skizze anfertigen: Markiere Länge, Breite und Höhe.
  2. Einheiten prüfen: Alle drei Kanten müssen in derselben Einheit stehen.
  3. Formel notieren: V=abc.
  4. Werte einsetzen: Schreibe die Zahlen mit Einheit auf.
  5. Rechnen: Multipliziere die drei Kantenlängen.
  6. Kubikeinheit angeben: zum Beispiel cm3.
  7. Plausibilität prüfen: Passt die Größenordnung zur Zahl der gedachten Einheitswürfel?


Sachbeispiel: Aufbewahrungsbox

Eine kleine Box ist 30cm lang, 20cm breit und 10cm hoch.

V=30cm20cm10cm

V=6000cm3.

Da

1000cm3=1dm3,

gilt auch

6000cm3=6dm3.


Typische Fehler vermeiden

  1. Kubikeinheit vergessen: Schreibe bei Volumen immer eine Einheit mit hochgestellter 3, zum Beispiel cm3.
  2. Gemischte Einheiten: Rechne zuerst alle Kantenlängen in dieselbe Einheit um.
  3. Nur zwei Kanten multiplizieren: ab beschreibt nur eine Schicht beziehungsweise Grundfläche. Für das Volumen fehlt noch die dritte Kante.
  4. Würfel und Quader verwechseln: V=a3 gilt nur, wenn alle drei Kanten gleich lang sind.
  5. Unplausibles Ergebnis: Prüfe, ob die Zahl der gedachten Einheitswürfel ungefähr zum Ergebnis passt.


Medien zum Verstehen


Lernvideo: Volumen von Würfel und Quader

Das folgende Video erklärt die Grundidee des dreidimensionalen Raums und die Volumenberechnung von Würfel und Quader.


Lernvideo mit Herleitung und Beispielen

Dieses Video zeigt die Herleitung der Volumenformel und einfache Beispielaufgaben.


Freie Visualisierung zu Volumenformeln

Achte beim Quader auf das Prinzip

GrundflächeHöhe.

Für einen rechteckigen Quader ist die Grundfläche

G=ab,

also

V=Gc=(ab)c=abc.


Medien- und Lizenzhinweise

Die eingebundenen Wikimedia-Commons-Dateien wurden als freie beziehungsweise gemeinfreie Medien ausgewählt. Die jeweilige Dateiseite enthält Autorenschaft und Lizenzdetails.

  1. Unitcube.svg: Public Domain.
  2. Beschriftetes Quader.svg: CC0 1.0.
  3. Rectangular prism.svg: CC BY-SA 4.0.
  4. Box with size 5x5x5 cm.svg: CC BY-SA 3.0.
  5. QuaderNetz.svg: Public Domain.
  6. Calcul volumes elem.svg: CC0.
  7. Cube-h.svg: CC BY-SA 4.0.

Die GeoGebra-Aktivitäten werden als externe interaktive Materialien eingebettet und mit Quelle verlinkt. Die YouTube-Videos werden über den offiziellen Player eingebettet; sie werden nicht als freie OER-Dateien übernommen.


Interaktive Aufgaben


Quiz: Teste Dein Wissen

Was beschreibt das Volumen eines Körpers? (Den Rauminhalt) (!Die Länge einer Kante) (!Die Größe einer Seitenfläche) (!Die Anzahl der Ecken)




Welches Volumen hat ein Würfel mit 1 cm Kantenlänge? (1 Kubikzentimeter) (!1 Quadratzentimeter) (!3 Kubikzentimeter) (!10 Kubikzentimeter)




In einer Schicht liegen 4 Würfel in der Länge und 3 Würfel in der Breite. Wie viele Würfel enthält die Schicht? (12) (!7) (!16) (!24)




Ein Quader besteht aus 5 gleichen Schichten mit je 12 Einheitswürfeln. Wie viele Einheitswürfel enthält er? (60) (!17) (!50) (!120)




Welche Formel berechnet das Volumen eines Quaders? (V gleich a mal b mal c) (!V gleich a plus b plus c) (!V gleich a mal b) (!V gleich zweimal a plus b plus c)




Ein Quader ist 4 cm lang, 3 cm breit und 2 cm hoch. Wie groß ist sein Volumen? (24 Kubikzentimeter) (!9 Kubikzentimeter) (!12 Kubikzentimeter) (!18 Kubikzentimeter)




Welche Formel gilt für einen Würfel mit Kantenlänge a? (V gleich a hoch 3) (!V gleich 3 mal a) (!V gleich a hoch 2) (!V gleich 6 mal a)




Ein Würfel hat die Kantenlänge 3 cm. Wie groß ist sein Volumen? (27 Kubikzentimeter) (!9 Kubikzentimeter) (!12 Kubikzentimeter) (!18 Kubikzentimeter)




Welche Einheit passt zu einem Volumen? (Kubikzentimeter) (!Zentimeter) (!Quadratzentimeter) (!Grad)




Ein Quader ist 2 dm lang, 3 dm breit und 4 dm hoch. Wie groß ist sein Volumen? (24 Kubikdezimeter) (!9 Kubikdezimeter) (!12 Kubikdezimeter) (!18 Kubikdezimeter)





Memory

Volumen Rauminhalt eines Körpers
Einheitswürfel Würfel mit Kantenlänge einer Einheit
Quaderformel Länge mal Breite mal Höhe
Kubikzentimeter Volumeneinheit für kleine Körper
Schicht Gleich hohe Lage aus Einheitswürfeln
Würfelformel Kantenlänge hoch drei
Grundfläche Rechteck aus Länge und Breite





Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu. Thema
Rauminhalt Bedeutung des Volumens
Einheitswürfel Baustein zum Ausfüllen eines Körpers
Grundschicht Erste Lage eines mit Würfeln gefüllten Quaders
Kantenlänge Maß für eine Seite des Körpers
Kubikeinheit Einheit eines Volumens




...


Kreuzworträtsel

Volumen Wie heißt der Rauminhalt eines Körpers?
Einheitswürfel Wie heißt ein Würfel mit Kantenlänge einer Einheit?
Quader Welcher Körper hat sechs rechteckige Seitenflächen?
Kubikmeter Welche Volumeneinheit passt zu großen Räumen?
Grundfläche Welche Fläche wird bei der Schichtvorstellung zuerst betrachtet?
Kantenlänge Welche Größe misst man an einer Kante?





LearningApps


Lückentext

Vervollständige den Text.
Das Volumen beschreibt den

eines Körpers.
Ein kleiner Würfel mit der Kantenlänge einer Einheit heißt

.
Bei einem Quader kann man zuerst die Würfel in einer

zählen.
Die Anzahl der Würfel in einer Schicht erhält man durch Länge mal

.
Anschließend multipliziert man mit der Anzahl der

.
Für einen Quader lautet die Volumenformel V gleich a mal b mal

.
Bei einem Würfel sind alle Kanten

.
Deshalb kann man das Würfelvolumen mit a hoch

berechnen.
Zu einem Volumen gehört immer eine

.
Ein Kubikdezimeter besteht aus eintausend

.




Offene Aufgaben


Leicht

  1. Einheitswürfel-Modell: Baue mit Würfeln oder Bausteinen einen Quader aus genau 24 gleich großen Würfeln. Finde mindestens zwei verschiedene Formen und notiere passende Kantenlängen.
  2. Schichten zeichnen: Zeichne einen Quader mit 3 Schichten. Jede Schicht soll 42 Einheitswürfel enthalten. Markiere die Schichten unterschiedlich.
  3. Alltagskörper finden: Suche zu Hause oder im Klassenraum drei quaderförmige Gegenstände. Miss Länge, Breite und Höhe und notiere die Maße.
  4. Volumenplakat: Gestalte ein Mini-Plakat mit der Formel V=abc, einer Quaderskizze und einem vollständig gerechneten Beispiel.


Standard

  1. Messprojekt Schachtel: Miss eine kleine Schachtel und berechne ihr Volumen. Baue anschließend aus Papier einen Einheitswürfel und erkläre, wie viele davon ungefähr hineinpassen würden.
  2. Fotoanalyse: Fotografiere einen quaderförmigen Gegenstand, trage die drei Kantenlängen in eine Kopie des Fotos ein und ergänze den Volumenrechenweg.
  3. Erklärvideo Volumen: Produziere ein kurzes Lernvideo, in dem Du mit Einheitswürfeln zeigst, warum abc funktioniert.
  4. Fehlerdetektiv: Erfinde drei falsche Volumenrechnungen. Tausche sie mit einer Partnerperson und erklärt euch gegenseitig, wo die Fehler liegen.


Schwer

  1. Quader mit gleichem Volumen: Finde möglichst viele ganzzahlige Kantenlängen für Quader mit dem Volumen 48cm3. Vergleiche ihre Formen.
  2. Verpackungsprojekt: Entwirf eine quaderförmige Verpackung für genau 120cm3 Rauminhalt. Zeichne ein Schrägbild und begründe Deine Kantenlängen.
  3. Einheitenexperiment: Stelle mit einer Skizze oder einem Modell dar, warum 1dm3=1000cm3 gilt.
  4. 3D-Forschungsauftrag: Nutze die GeoGebra-Aktivität und untersuche systematisch, was mit dem Volumen passiert, wenn Du nur eine Kantenlänge verdoppelst. Formuliere eine Regel und belege sie mit drei Beispielen.




Text bearbeiten Bild einfügen Video einbetten Interaktive Aufgaben erstellen



Lernkontrolle

  1. Schichtmodell erklären: Ein Quader hat die Kantenlängen 5cm, 3cm und 4cm. Erkläre ohne sofort die Formel zu nennen, wie Du das Volumen mit Schichten aus Einheitswürfeln bestimmen kannst.
  2. Fehler begründen: Jemand rechnet bei einem Quader mit 6cm, 4cm und 2cm nur 64=24. Erkläre, was dieses Ergebnis beschreibt und welcher Schritt noch fehlt.
  3. Gleiche Volumina vergleichen: Zwei Quader haben beide das Volumen 36cm3. Finde zwei unterschiedliche Tripel ganzzahliger Kantenlängen und erkläre, warum beide richtig sind.
  4. Einheiten übertragen: Begründe mit einem Würfelmodell, warum beim Übergang von dm3 zu cm3 der Faktor 1000 entsteht.
  5. Alltagstransfer: Eine Aufbewahrungsbox soll mindestens 2400cm3 Volumen haben. Entwirf passende ganzzahlige Kantenlängen, berechne das Volumen und begründe, warum Deine Box die Bedingung erfüllt.
  6. Würfel und Quader vergleichen: Erkläre anhand der Formeln, warum die Würfelformel V=a3 ein Sonderfall der Quaderformel V=abc ist.




Lernnachweis

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema solltest Du zeigen können:

  1. Begriff verstehen: Du kannst Volumen als Rauminhalt erklären.
  2. Modell verwenden: Du kannst einen Quader gedanklich oder praktisch mit Einheitswürfeln füllen.
  3. Schichten deuten: Du kannst aus Länge und Breite die Würfelzahl einer Schicht bestimmen und anschließend mit der Höhe multiplizieren.
  4. Quader berechnen: Du kannst V=abc sicher anwenden.
  5. Würfel berechnen: Du kannst V=a3 als Sonderfall anwenden.
  6. Einheiten angeben: Du verwendest cm3, dm3 und m3 passend.
  7. Kubikeinheiten umrechnen: Du kannst einfache Umrechnungen mit dem Faktor 1000 nachvollziehen.
  8. Transfer leisten: Du kannst Volumenaufgaben aus Alltagssituationen modellieren und Dein Ergebnis prüfen.




OERs zum Thema

Der Wikipedia-Artikel zum Quader enthält Definitionen und Formeln zum geometrischen Körper:

Weitere passende Artikel sind Volumen, Würfel, Rauminhalt und Kubikmeter.



Verknüpfte Lernbereiche


aiMOOC-Projekte

MOOCwiki · Deutsch

Nach dem Lernen ist vor dem Lernen

Entdecke direkt den nächsten Lernkurs. Weitere Inhalte erscheinen, wenn Du weiter nach unten scrollst.

Zur MOOCwiki-Hauptseite
Inhalte werden geladen ...

Mediathek wird aus dem Wiki geladen ...