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中1理科「圧力の計算」Paの求め方・基本計算練習

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」

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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

圧力の計算

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。

圧力の計算問題

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

下の図のように、質量1.5kgの物体をスポンジの上に置いた。これについて、以下の各問に答えよ。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0Nとする。
圧力の計算(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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