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圧力

1 圧力

(1)圧力とは…面の一定の面積にはたらく力の大きさのことを圧力といいます。

(例)スポンジの上に軽い板をしいておもりを乗せた場合と,同じおもりを直接スポンジの上にのせた場合とでスポンジのへこみ方の違いを比べてみます。

スポンジの上に軽い板をしいておもりを乗せた場合と,同じおもりを直接スポンジの上にのせた場合とでスポンジのへこみ方の違いを比べてみます。

(2)圧力の大きさ

  • ①圧力の単位…圧力は1m2あたりを垂直に押す力の大きさで表します。単位はPa(パスカル),もしくはN/m2(ニュートン毎平方メートル)などを使います。1Pa=1N/m2となります。
  • ②圧力の求め方…面にはたらく力をその面積で割れば求まります。
  • (公式) 圧力(Pa)=面にはたらく力(N)÷面の面積(m2

  • 例えば(1)の例について考えましょう。板の面積は100cm2,おもりの底面積20cm2,質量は100gとします。なお,質量100gの物体にかかる重力を1Nとし,1m2=10000cm2です。

    図1のスポンジにかかる圧力は1N÷0.01m2=100Paとなります。 図2のスポンジにかかる圧力は1N÷0.002m2=500Paとなります。

    図1のスポンジにかかる圧力は1N÷0.01m2=100Paとなります。
    図2のスポンジにかかる圧力は1N÷0.002m2=500Paとなります。

 以上のことから,図2のスポンジは図1のスポンジの5倍の圧力がかかっているので,大きくへこむことがわかります。

2 大気圧

(1)大気…地球の表面は,厚さ1000kmに及ぶ空気の層につつまれています。この空気を大気といいます。

(2)空気の重さ…空気にも重さがあり,空気1Lにつき約1.2gとなります。

(3)大気圧

  • ①大気圧…空気にも重さがあるので,下の方の大気はその上の大気の重さによって押されています。このために大気中にある物体は大気から押されます。この圧力を大気圧といいます。
  • ②大気圧の大きさ…地上での大気圧の大きさは気象条件などで変わりますが,平均すると約100000Paとなります。大気圧の単位にはhPa(ヘクトパスカル)という単位が使われるのがふつうで,1hPa=100Paとなります。また1気圧という単位も使われ1気圧=1013hPaとなります。

(4)大気圧のはたらく向き…大気圧は物体の面に対して垂直な向きにはたらきます。面の向きに応じてどんな向きでもはたらきます。

①地上付近の風船を上空高くまで浮かべる。 ②ストローでジュースを飲む。 ※トリチェリーの実験

3 水圧

(1)水圧…水中で水が物体に及ぼす圧力のことを水圧といいます。

(2)水圧の大きさと深さ

〈実験〉 ペットボトルに水を入れて,3 か所に穴をあけてみます。 実験からわかるように,水圧は水深が深いほど大きくなります。

(3)水圧のかかる向き…大気圧と同じように水圧も面に垂直な向きに,面の向きに応じてどんな向きにでもはたらきます。

水圧のかかる向き…大気圧と同じように水圧も面に垂直な向きに,面の向きに応じてどんな向きにでもはたらきます。

(4)水圧の大きさの計算,浮力

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