| English | 意味 |
|---|---|
| pressure/ˈpreʃə/ | 圧力 |
| pascal/ˈpæskl/ | パスカル |
スノーシューは浮かび、ハイヒールは沈む
- ブーツで柔らかい雪の上を歩くと沈みますが、スノーシューを装着すれば表面を歩けます。
- 同じ重量でも広い面積に分散するため、圧力は大幅に小さくなります。
- 圧力は力を面積で割ったものであり、流体に関するすべての現象を支配します。
- 深海では圧縮され、鋭利な刃物则为切削します。
圧力の定義
- 圧力とは単位面積あたりの力で、$P = \dfrac{F}{A}$。
- その単位はパスカル（$1\ \text{Pa} = 1\ \tfrac{\text{N}}{\text{m}^2}$）です。
- 小さい面積に同じ力を加えると、大きい圧力が生じます。これが鋭利なナイフや針の原理です。
- 力を広範囲に分散させると（スノーシューやワイドタイヤ）、圧力は低下します。
力$200\ \text{N}$ が面積$0.5\ \text{m}^2$ に作用しています。圧力は$\text{Pa}$ で幾つですか？
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$P = F/A = 200/0.5 = 400\ \text{Pa}$.
同じ力を小さい面積に作用させると：
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$P = F/A$ ：小さい面積ほど大きな圧力が生じるため、ナイフや針は鋭いのです。
圧力の単位は ____ （SI単位）です。
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$1\ \text{Pa} = 1\ \tfrac{\text{N}}{\text{m}^2}$.
流体中の圧力は深さとともに増大する
- 流体中では圧力は深さとともに増加します：$P = \rho g h$。
- 深い場所ほど上からの流体の重さが増えるため、圧力も大きくなります。
- 深さ $h$ と密度 $\rho$ に依存しますが、容器の形状には依存しません。
- そのため、圧力が最大となる底部付近で堤防の壁は厚く造られています。
水深$2\ \text{m}$ における水圧を求めよ（$\rho = 1000\ \tfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$ , $g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$ ）、単位は$\text{Pa}$ 。
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$P = \rho g h = 1000 \times 10 \times 2 = 20\,000\ \text{Pa}$.
流体の圧力はあらゆる方向に働く
- 流体内の任意の点において、圧力はあらゆる方向に等しく働きます。
- 接触するあらゆる表面に対して、常にその表面に垂直に作用します。
- これが潜水艦が上部だけでなく四周から圧縮される理由です。
- この全方向への法則こそが、油圧装置や浮力の動作原理です。
深さと圧力
流体中では、表面からの深さが増すにつれ圧力は一定の割合で上昇します。
同じ深さであれば、細い管も広い湖も流体の圧力は同じです。
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流体の圧力は深さと密度($P = \rho g h$)にのみ依存し、容器の形状には依存しない。
流体の圧力に関する正しい記述をすべて選びよ。
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流体の圧力は深さと密度とともに増加し、あらゆる方向に働くが、容器の形状には依存しない。
流体の圧力は深さに依存し、流体の量や容器の形状には依存しません。同じ深さの細長い管と広い湖では、底面の圧力が同じです。また、圧力は下向きだけでなくあらゆる方向に押します。
水面下 $2\ \text{m}$ の地点における水の圧力を求めよ（$\rho = 1000\ \tfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$, $g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$）。
- $P = \rho g h = 1000 \times 10 \times 2 = 20\,000\ \text{Pa}$.
これは、上空の空気圧の上にさらに加わる、水のみによる追加の圧力です。
圧力とは単位面積あたりの力で、$P = \dfrac{F}{A}$（パスカル単位）。小さい面積ほど圧力は大きくなります。流体中では、深さと密度によって決まり、容器の形状には依存せず、$P = \rho g h$ で深さとともに増大し、あらゆる方向に等しく押します。