【理科】圧力って？水圧・浮力・大気圧もまとめて解説

こんにちは。今回は「圧力」について学んでいきたいと思います。

同じ分野なので、水圧・浮力・大気圧もまとめて解説します。

前回は力について学びましたが、「圧力」はまた少し異なる概念です。

ただの重さや動きのことではありません。

そのような違いに注目しながら、読んでみてください！

計算問題もあるため、テストにもよく出題されていますよ！

圧力とは、1㎡あたりにはたらく力です。

このような定義を聞いてもピンとこない方が多いと思います。

そこで、定義を説明する前に、感覚的に理解できる実験や例えを紹介します！

分かるよ！という方は、【3.圧力の定義】まで進んでください。

圧力の定義を説明する前に知っておいていただきたいのは、

同じ重さだとしても、触れている面積が異なるとはたらく力の大きさは異なるということです。

圧力って理解しにくい概念ですよね。

分かりやすいように実験をしましょう！

これ圧力の大小について、視覚的に理解することができます。

結果を表にまとめました。

表からも分かるように、

「スポンジのへこみ方」の大小と「圧力」の大小はイコールの関係です。

つまり、力がはたらく面積が小さいほど、圧力が大きくなる（＝スポンジのへこみが大きい）ことが分かります。

イメージが明確になったところで、本題の圧力の定義に入りましょう。

圧力とは、先程も言った通り、

縦1m横1mの正方形にはたらく力のことです。

単位は2種類あり、どちらを使用しても大丈夫です。

「N/㎡」の方を覚えておけば、自動的に公式も暗記できるのでおすすめです！

というのも、「/ (スラッシュ)」は割り算の意味があるからです。

次に、実践問題を解いていきましょう！

その前に確認事項があるので、チェックしていきましょう！

 では、以上の注意点を頭に入れて、解いていきましょう。

では、公式に当てはめて求めていきましょう。

圧力 = 力の大きさ(N) ÷ 力をうける面積(㎡)

でしたよね？

「力の大きさ(N) 」をまず考えましょう。

300gと問題文にあるので、

力の大きさ=3Nですね。

「力をうける面積(㎡)」を次に考えましょう。

問題文の図では、単位が㎝になっているのでそこに注意して考えると、

力をうける面積=0.3m×0.2m=0.06㎡

したがって、

圧力= 力の大きさ(N) ÷ 力をうける面積(㎡)

=3÷0.06

=50

圧力の単位をつけて、

解答は、50N/㎡

海やプール、お風呂で、ビーチボールを底に沈めることはできますか？

手で押さえて一時的に沈めることができても、手を離すと浮いてきてしまいますよね？

これは、ビーチボールを上に押し上げるような力がはたらいているからです。

これを浮力と言います。

浮力は必ず上向きにはたらきます。

では、浮力はどのように計算するのでしょうか？

ある物体を測ると、空気中では1.5N、水中では1.0Nだったとします。

この物体にはたらく浮力の大きさはいくらでしょうか？

浮力＝空気中での重さー水中での重さ

ですので、

浮力＝1.5ー1.0＝0.5N

浮力はこのように計算します。

最後に、浮力がどうしてはたらくかについても説明します。

水の中には圧力がはたらいていることが分かりましたが、空気の中はどうでしょうか？

空気に押されていると感じていますか？

きっと感じていないと思いますが、実は空気の重さによる圧力も存在します。

これを大気圧と言います。

大気圧の特徴を知っておきましょう！

暗記が多く、ややこしいとは思いますが、テストに出るポイントは、

• 高いところの大気圧は小さい
• 1気圧＝1013hPa(ヘクトパスカル)

の2つです。

必ず覚えましょう！

普段生活していて大気圧を感じるのは難しいですが、注目していれば身近に感じられる事例はあります！

圧力・水圧・大気圧について理解できたでしょうか？

目に見えない力を取り扱っているため、苦手な方が多い分野ですが、

実は簡単なのでこの機会に完璧にしちゃいましょう！

最後までお読みいただきありがとうございました。

他にも様々なお役立ち情報をご紹介しているので、ぜひご参考にしてください。

質問などございましたら、お気軽にお問い合わせください！