Calcular el volumen de una esfera en Java es otro de esos ejercicios clásicos que se suelen realizar cuando estamos empezando a estudiar el lenguaje de programación Java. Se trata de un ejercicio básico en Java ideal para practicar conceptos del lenguaje como:

• Usar Scanner para introducir datos de tipo double por teclado.
• Usar la clase Math de Java. En concreto Math.PI para el valor de Pi y Math.pow para calcular potencias.
• Trabajar con los operadores aritméticos Java.
• Repasar el orden de precedencia de los operadores en Java
• Convertir fórmulas matemáticas en expresiones algorítmicas válidas en Java
• Mostrar datos por consola.

Escribe un programa que lea por teclado el valor del radio de una esfera y calcule su área.

donde V es el volumen, π es la constante matemática Pi y r es el radio de la esfera.

Los pasos a seguir para resolverlo serán estos:

Introduce el radio de la esfera: 4,5102

El valor del radio puede tener decimales por lo que habrá que declarar la variable del tipo adecuado.

Para ello tendremos que convertir la fórmula para calcular el volumen de la esfera en una expresión algorítmica válida en Java, es decir, tendremos que usar los operadores y los instrumentos que proporciona Java para realizar este cálculo.

Para el valor de π se usará Math.PI

Para calcular r3 se utilizará Math.pow(base, exponente)

Volumen de la esfera de radio 4.5102 -> 384.3049790301277

//Programa Java para calcular el volumen de una esfera
import java.util.Scanner;
public class VolumenEsfera {
    public static void main(String[] args) {

        //se crea un Scanner para la lectura de datos por teclado
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        //se crean las variables radio y volumen de tipo double
        double radio, volumen;

        //introducir por teclado el valor del radio
        System.out.print("Introduce el radio de la esfera: ");
        radio = sc.nextDouble();  //se introduce un valor de tipo double y se asigna radio

        //se calcula el volumen de la esfera
        volumen = 4.0 / 3 * Math.PI * Math.pow(radio, 3);

        //Se muestra por pantalla el volumen de la esfera 
        System.out.println("Volumen de la esfera de radio " + radio + " -> " + volumen);
    }
}

IMPORTANTE: Observa que la fórmula para calcular el volumen de la esfera en Java la hemos escrito de esta forma:

volumen = 4.0 / 3 * Math.PI * Math.pow(radio, 3);

La fórmula del volumen de la esfera contiene la fracción 4 / 3. Debemos tener en cuenta que si lo escribimos tal cual, esta división en Java nos dará 1 ya que la división entre enteros nos da como resultado un número entero sin decimales. Esto provocaría que el resultado no sea correcto. Para obtener decimales basta con que uno de los dos valores sea de tipo float o double. En este caso hemos escrito el 4.0 / 3 El numerador de la fracción ahora es de tipo double y de esta forma obtendremos decimales en la división.

Recuerda también que:

• Para trabajar con el valor de PI en Java se usa Math.PI
• Para elevar un número a otro se usa Math.pow(base, exponente)
• La multiplicación y la división en Java tienen la misma prioridad. Una duda que nos puede surgir es si necesitamos escribir la fracción entre paréntesis para realizar el cálculo. La respuesta es NO. La fórmula se puede escribir sin paréntesis, como lo hemos hecho, ya que en Java los operadores multiplicación * y división / tienen la misma prioridad y se evalúan de izquierda a derecha. Por lo tanto, primero se hace la división 4.0 / 3 el resultado de esta división se multiplica por Math.PI y el resultado se multiplica por Math.pow(radio,3).

En esta página puedes comprobar si el resultado que obtienes con tu programa es correcto Sphere Volume Calculator

• calcular la longitud de la circunferencia en Java
• calcular el área de un círculo en Java

Para seguir practicando con las fórmulas matemáticas y como transformarlas en expresiones algorítmicas en Java, modifica el ejercicio para que, a partir del valor del radio, calcule y muestre también la longitud de la circunferencia y el área del círculo.

La fórmula para calcular la superficie de una esfera a partir de su radio es: 4 · π · r2

La fórmula para calcular el volumen de la esfera es V = (4 / 3) · π · r3

La fórmula para calcular el volumen de una esfera en Java es V = 4.0 / 3 * Math.PI * Math.pow(r,3);

Como fracción se puede usar cualquiera de estas 4.0 / 3 4 / 3.0 4.0 / 3.0 pero nunca 4 / 3

Debe ser un tipo de datos con decimales ya que el valor del radio puede contenerlos. El tipo de la variable radio puede ser float o double. El tipo de la variable volumen debe ser double ya que Math.PI es un dato de tipo double y Math.pow devuelven un valor de tipo double por lo que el resultado del cálculo del área es de tipo double y se debe almacenar en una variable de ese tipo.