中学1年理科。力と圧力で登場する、圧力の計算方法について学習します・
- レベル★★☆☆
- 重要度★★★☆
- ポイント：Paの求め方をマスターする！
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授業用まとめプリント「圧力の計算」
圧力とは
圧力とは、単位面積（1ｍ²や1cm²）あたりの力の大きさのことをいいます。力を加えるとき、物体と触れている面積によって威力が異なりますよね。面積が大きいほど、力が広い範囲に伝わり分散します。しかし、画びょうのように、面積が小さい場合、その一点に力が集中するので、壁に穴をあけるほどの力の大きさが発揮されます。
圧力は、この面積による力の大きさまで考えたもので、1m²や1cm²あたりに換算すると、どれらいの力が発揮されたのかを表すものです。
圧力の計算方法
圧力は、単位面積当たりの力の大きさを求めればいいので、1m²あたりや1cm²あたりの力の大きさを計算することになります。したがって、力の大きさ［N］を面積［m²やcm²］で割って圧力を計算します。次の3パターンの計算方法を覚えておいてください。
- N/cm²…1cm²あたりの力の大きさ。N÷cm²
- N/m²…1m²あたりの力の大きさ。N÷m²
- Pa…1m²あたりの力の大きさ。1Pa＝1N/m²
ちなみに、hPaという単位も登場しますが、100Pa＝1hPaになることを覚えておけば、PaからhPaを求めることができます。
力の大きさと圧力
圧力は、力の大きさに比例して大きくなります。面積が同じ場合、力の大きさが2倍、3倍になると、圧力も2倍、3倍になります。
面積と圧力
圧力の大きさは、面積に反比例します。力の大きさが一定の場合、面積が2倍、3倍になると、圧力は1/2倍、1/3倍になります。
スキー板をはくと、面積が大きくなり圧力が小さくなるので、足が雪にめり込みにくくなります。
圧力の練習問題
（1）物体を、A面、B面、C面をそれぞれ下にしてスポンジの上に置いた場合、それぞれの物体がスポンジに与える力の大きさはどうなるか。等号（＝）や不等号（＜）とA～Cの記号を使って表せ。（2）A面を下にして置いたときの圧力は何Paか。
（3）B面を下にして置いたときの圧力は、A面を下にして置いたときの圧力の何倍か。
解答（1）A＝B＝C （2）250Pa （3）2倍
（1）力の大きさはA面、B面、C面のどの面を下にしたときも15Nで変わりません。面積が変化するので圧力は変化しますが、物体にはたらく重力の大きさは変化しません。
（2）力の大きさ：1.5kg＝1500g＝15N
面積：0.2m×0.3m＝0.06m²
圧力：15N÷0.06m²＝250Pa
（3）B面を面積は、0.2m×0.15m＝0.03m²
A面を下にしたときの面積の1/2の面積になっているので、圧力は2倍になります。
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