【中1理科】3分でわかる!圧力(パスカルPa)の求め方がわかる計算公式

圧力 求め方 パスカル pa

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圧力(パスカルPa)の求め方の計算公式がわからん!

こんにちは!この記事を書いてるKenだよ。そぼろ買っちゃったね。

 

中学1年生の理科では、

圧力の求め方(単位はパスカル[Pa])

を勉強していくよ。

 

圧力を計算できる公式は、

圧力[Pa] = 面を垂直におす力[N] ÷ 力がはたらく面積 [m²]

だったよね。

圧力 求め方 パスカル pa

 

たとえば、面積2m²の板の上から6Nの力で壁を押してやったとき、

壁にかかる圧力は、

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圧力 求め方 パスカル pa

圧力[Pa]

= 面を垂直におす力[N] ÷ 力がはたらく面積 [m²]

= 6÷2

= 3 [Pa]

になるんだ。

 

つまり、この例でいうと、

壁の1 m²あたりに3Nの力がかかってるよ!

ってことがわかるわけだ。

 

圧力の単位は、圧力の法則を発見したブレーズ・パスカルにちなんで、

パスカル(Pa)

を使っていたね。

 

 

でもでも、圧力とは一体何もの??意味ある?

でもさ、

「圧力に一体どういう意味があるの??」

って思わない??

 

圧力は簡単にいうと、

力の密度みたいなものさ。

 

力には物体を変形させたり、

衝撃を与えたり、

速度を変化させたりする働きがあったよね?

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圧力が高いってつまり、小さい面積に力が集中してるってこと。

だから、圧力が高いと、それだけ、

力が働いている箇所を変形させたり、衝撃を与えたり、速度を変化させる作用が強くなるんだ。

 

たとえば、美女に足を踏まれちゃった場面を想像してみて。

もし、スニーカーで足を踏まれても、

「あ、すみません」

って感じで、痛みを感じないで済むかもしれないよね?

 

圧力 求め方 パスカル pa

 

だけど、もし、足を踏んできた女性がハイヒールを履いていた場合。

これは痛いじゃ済まない。

思わず、

「アウチ!」

と叫んでしまうはずなんだ。

圧力 求め方 パスカル pa

ハイヒールで踏まれた方が数千倍も痛いと思うんだよね。

 

その理由は、

ハイヒールのかかとの面積が、スニーカーの底よりも小さいから。

 

同じ力で押されても、ハイヒールの方が圧力が大きいってわけ。

圧力 求め方 パスカル pa

圧力が大きいと、踏まれた足にかかる衝撃とか変形させようとする力が強い。

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「い、いたい!!!」

と痛みをよりハイヒールの方が感じるわけだ。

 

 

圧力の求め方の公式を使って圧力(パスカルPa)を計算してみよう!

圧力の求め方の公式は大丈夫かな??

マスターするために、つぎの練習問題を解いてみようか。

 

練習問題.

とある女性が、布団の上のスキー板の上で片足立ちをしています。

 

圧力 求め方 パスカル pa

 

スキー板はタテ20cm・ヨコ100cmであり、女性の体重は50kgとします。

 

圧力 求め方 パスカル pa

このとき、布団にかかる圧力を求めなさい。

ただし、質量100gの物体に働く重力の大きさを1 [N]とします。

この問題は、つぎの3ステップで求めることができちゃうよ。

  1. 力をニュートン( N)で表す
  2. 力がはたらく面積を出す
  3. 圧力の公式で計算する

 

 

Step1. まず力を計算する!

まずは物体に働く力の大きさを計算してみよう。

例題でいうと、

「女性がどれくらいの力を布団に与えているか??」

ということを計算しなきゃいけないんだ。

 

ヒントは問題文の中にある、

質量100gの物体に働く重力の大きさを1 [N]とします

ってことだ。

 

50kg = 50×1000 = 50000[g]

になるから、こいつをニュートンに直すと、

50000÷100 = 500[N]

になるね。

圧力 求め方 パスカル pa

 

Step2. 力がはたらく面積を計算

つぎは、力が働いている面積を計算してみよう。

 

今回の例でいうと、女性の体重の力は、

スキー板

に働いているよね??

圧力を計算するためには、まずはこいつの面積を計算しなきゃいけないんだ。

 

問題文によると、スキー板は、

スキー板はタテ20cm・ヨコ100cm

だったよね??

 

ってことは、こいつの面積は長方形の面積の公式をつかって、

 

(スキー板の面積)

= タテ × ヨコ

= 20 ×100

= 2000[cm²]

 

になるね。

圧力 求め方 パスカル pa

 

パスカルの計算では、面積の単位を[m²]に直さないといけないことに注意。

2000[cm²]を[m²]に直してみると、

 

2000÷10000

= 0.2 [m²]

 

になるね。

 

 

 Step3. 圧力の公式で計算!

あとは、圧力の公式で計算するだけ

さっきまで計算してきた、

  • 力の大きさ
  • 力がはたらく面積の大きさ

を圧力の求め方の公式にぶち込んでみよう。

圧力 求め方 パスカル pa

 

例題でいうと、

  • 力の大きさ = 500 [N]
  • 力がはたらく面積の大きさ = 0.2 [m²]

だから、

圧力[Pa] = 500÷0.2 = 2500[Pa]

になるね!

 

つまりまとめると、

布団には「2500パスカル[Pa]の圧力」がかかってるってわけさ。

 

 

 

まとめ:圧力(パスカルPa)の求め方は公式で一発!

圧力の求め方の公式は簡単。

 

圧力[Pa] = 面を垂直におす力[N] ÷ 力がはたらく面積 [m²]

圧力 求め方 パスカル pa

 

面を押す力を、その力がはたらく面積で割ってやればいいんだ。

くれぐれも、力と面積の単位が、

  • 力:ニュートン[N]
  • 面積:平方メートル[m²]

であることに気をつけてね。

 

そんじゃねー

Ken

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