圧力の計算式と覚え方を徹底解説!単位の豆知識や練習問題付きで覚えやすい!

物理 2016.10.3
圧力の計算式と覚え方を徹底解説!単位の豆知識や練習問題付きで覚えやすい!

圧力の計算式が一目でわかる記事です。

この記事では、皆さんが圧力の計算がマスターできるように、慶應生がイラストでわかりやすく解説します。

圧力の計算式の覚え方も紹介しているので、物理が苦手な人でも圧力の計算式が覚えられます。

圧力とは何かがまだよくわかっていない人でも理解できる内容です。ぜひ最後まで読んで、圧力および圧力の計算式をマスターしてください。

最後には、圧力の計算式が理解できたかを試すのに最適な問題も用意しています。

 

    1:圧力とは?(知っている人は飛ばしてもOK)

    まずは圧力が何かがまだあまり理解できていない人のために、圧力とは何かを解説します。

    圧力とは、面の単位面積(1m2)当たりに加わる力の大きさのことです。

    下の図のように、面積がS[m2]の面に対して、F[N]の力が加わっているとします。この時、単位面積(1m2)あたりにかかる力の大きさのことを圧力といいます。

    圧力とは何かの解説

     

      2:圧力の計算式

      今、面積S[m2]の面に対してF[N]の力が加わっているとすると、圧力P[m/s2]は、

      P = F/Sという計算式(公式)で表すことができます。

      圧力の計算式

      以上が圧力の計算式です。次の章では、圧力の計算式の覚え方を紹介します。

       

      3:圧力の計算式の覚え方

      圧力の計算式(公式)は、P=F/Sでした。これだと少し覚えにくいので、簡単に圧力の計算式が覚えられる覚え方を紹介します。

      下の図のように、円の中に力[N]圧力[N/m2]面積[m2]を書き込むことにより覚えやすくなります。

      圧力の計算式の覚え方

      =圧力×面積圧力=÷面積面積=÷圧力となります。

      る」と覚えれば、圧力の計算式は一発で覚えれらますよ♫

       

        4:圧力の単位

        先ほどの説明より、圧力は、単位面積(1m2)あたりにかかる力の大きさなので、単位は[N/m2]となります。(MKS単位といいます。)

        しかし、物理の世界では、[N/m2]のことを、パスカル[Pa]と呼んでいます。

        つまり、1[N/m2] = 1[Pa]です。

        また、天気予報などでよく耳にするかもしれませんが、100[Pa]を1ヘクトパスカル[hPa]と呼んでいます。

         

        圧力の単位についての豆知識

        パスカル[Pa]が圧力ではよく使われる単位ですが、圧力にはパスカル[Pa]以外にも様々な単位があるので、ぜひ知っておきましょう!

        まず、標準気圧(1013hPa)を1気圧[atm]と呼んでいます。これは、760[mmHg]とも呼ばれています。

        以上の圧力の単位をまとめると、以下のようになります。

        1気圧[atm] = 760[mmHg] = 1013[hPa] = 1.013×105[N/m2]

        一番大切な圧力の単位は、ヘクトパスカル[Pa]です。これは必ず覚えておきましょう。

         

          5:圧力の計算問題

          最後に、今回学習した圧力に関することがらが理解できたかを試すのに最適な計算問題を用意しました。

          ぜひ解いて、圧力の計算をマスターしましょう!

          圧力の計算問題①

          300[N]の力が面積50[m2]の面にはたらいている時の圧力[Pa]を計算せよ。

           

          問題①の解答&解説

          圧力=力/面積ですので、求める圧力は、

          300/50 = 6[Pa]・・・(答)

          となります。

           

          圧力の計算問題②

          圧力が1600[Pa]の時、面積40[m2]に対してはたらく全体の力[N]を求めよ。

           

          問題②の解答&解説

          力 = 圧力×面積ですので、求める力は

          1600×40=64000[N]・・・(答)

          となります。

           

            まとめ

            圧力の計算についての解説は以上です。圧力の計算式だけでなく、圧力の単位もしっかりと覚えておきましょう!

            圧力を学習した後は、ボイルの法則・シャルルの法則も一緒に学習することオススメです。

            興味がある人は、ボイルの法則について解説した記事や、シャルルの法則について解説した記事もぜひご覧ください。

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            この記事の執筆者

            ニックネーム:やっすん

            早稲田大学商学部4年
            得意科目:数学