1.力と圧力
力と圧力の勉強を始めていこう。
ここは定期テストから高校受験まで、
とてもよく出題されるところだね。
「難しいから」かな?笑。
考え方も、計算も難しいからね。
1回で全部は理解できなくても大丈夫。
何回も読んで何回も問題を解けば、できるようになっていくよ。
①圧力とは何か
まず、「圧力」とは何かをイメージできるようにしよう。
特に「力と圧力の違いを説明して。」と言われた時に、うまく説明できない人はしっかりとね!
公式を覚える前に、イメージをつかむといいよ!
では、勉強スタート☆
ねえ、ねこ吉。ねこ吉のほっぺを、指で押してもいい?

そっか。じゃあもう1回いくよ。
もう一度10Nの力で押すね!
その通り!ねこ吉。大正解!!
同じ力の大きさでも、
指より針で刺されたほうが痛いよね。
(あたりまえだけど。)
これは力の大きさは同じでも、圧力は全く違うからなんだ!
1 指 2 針
↑力は同じ。圧力は全然違う!!
そうとも言えるけど、
正確には「触れている部分の面積が小さいほど、圧力は大きくなるんだ。」

1kg=1000gだね。






あと、スキーの板を履いていると、足が雪に埋まりにくくなったりするよね。
これも、雪と接する面積がふえて、圧力がへるためなんだよ。
ほかにも、ガビョウを刺すときや、ハイヒールで踏まれて痛い時など、圧力は身近にたくさん例があるんだね!
②圧力の単位
次は「圧力の単位」についてだよ!

③圧力の公式と求め方
ここからは圧力の計算について説明していくよ。
まずは圧力の求め方。つまり公式だね。圧力の求め方は次のようになるよ。
これは、圧力【Pa】=力【N】÷面積【m2】と同じ意味だね。
例題を解いてイメージしてみよう。
例題 ① 面積100m2に100Nの力を加えた。圧力はいくつか。
例題② 面積1m2に100Nの力を加えた。圧力はいくつか。
答え ① 1Pa (100÷100)
→ ② 100Pa (100÷1)
できたかな?
そうだね。
圧力の計算の公式
をしっかりと覚えておこう!
ここでもう一つ、便利な公式の覚え方を紹介するよ。下の図を見てね。
みんなはこのような図を見たことがあるかな。
これを使うと、圧力、力、面積の求め方が簡単にわかるんだよ。
① 圧力を求めたい場合
この図は「求めたいものをかくすと公式が出てくる」んだ。
圧力を求めたい場合は、「圧力」をかくそう。
するとこのように、力÷面積と出てくるね。
だから圧力は力÷面積で求められるとわかるね!
もしくは、「図の÷」のところの横棒を分数の横棒と考えて、「面積分の力」と考えてもいいよ。
これらはもちろん、さっき覚えた
と同じ公式になるね。
② 面積を求めたい場合
この図のすごいところは、「面積」を求めたいときも使えることなんだ。
面積を求めたい場合は、「面積」をかくしてみよう。
このように、力÷圧力と出てくるね。
だから面積は力÷圧力で求められるとわかるね!
それか、「図の÷」のところの横棒を分数の横棒と考えて、「圧力分の力」と考えてもいいね。
③ 力を求めたい場合
「力」を求めたい場合にもこの図は使えるよ。
力を求めたい場合は「力」をかくしてみよう。
このように、圧力×面積と出てくるね。
だから力は圧力×面積で求められるとわかるね!
とても便利な
この図はぜひ使えるようになろう!

④圧力の計算問題
さあ、あとは練習あるのみだよ。ただ、間違いやすいところも多いから、計算練習も少しだけ説明するね。
基本の計算問題
まずは基本問題からいくよ。公式の使い方の確認だね。
問1 50Nの力を4m2の面積に加えたときの圧力を求めよ。
-解説と答え-
圧力を知りたいから、圧力をかくすよ。そして、「力=50」「面積=4」。よって
となるね。
あとは計算。「50÷4」か「4分の50」だね。
答え 12.5Pa
だね。単位を間違えないでね。
(注意!理科では分数ではなく少数で答えるのが正しいよ。)
問2 100Nの力を加えると、圧力は2Paだった。圧力を加えた面積を求めよ。
-解説と答え-
面積を知りたいから、面積をかくすよ。そして、「力=100」「圧力=2」。よって
となるね。
あとは計算。「100÷2」か「2分の100」だね。
答え 50m2
だね。単位を間違えないでね。(面積を聞かれているから単位はm2だね。)
問3 100Paの圧力を5m2に加えたときの力は何Nか。
-解説と答え-
力を知りたいから、力をかくすよ。そして、「圧力=100」「面積=5」。よって
となるね。
あとは計算。「100×5」だね。
答え 500N
だね。単位を間違えないでね。(力を聞かれているから単位はNだね。)
標準問題
次に標準問題だよ。ここができれば圧力の苦手は解決☆
問1 図1の物体が床に与える圧力を求めよ。
-解説と答え-
「圧力」を聞かれているから、力÷面積で答えを求めることができるね。
ここで注意だよ。「質量が書いてあれば、物体が床に加える力はすぐにわかる」
これをしっかりと覚えておくことがポイントなんだ!
だって、100gの質量は1Nの力になおすことができるもんね。
となり力は8Nだね。
次に面積だよ。ここでの面積は、床と接している面だから、図の緑色のところになるね。
面積は4×2で8m2だね!
あとは圧力を計算するだけだね!力が8Nで、圧力が8m2だから
となって、8÷8=1
答え 1Pa
だね!こんな少ない圧力は普通はないけどね☆
問2 図2の物体が床に与える圧力を求めよ。
-解説と答え-

だね。この物体が、床に接している面積は
8cm2だよね?これをm2になおさなければいけないんだ。
8cm2は0.0008m2だね。
そっか。1万で割り算するとなおせるよ。それか、
のように、「cm」を「m」に変えてからかけ算して、0.0008m2
とするのもわかりやすいよ!
それでは答えを求めるよ。力は質量800gを力になおして8N
面積は0.0008m2だね。
8÷0.0008= 10000
答え 10000Pa
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①力のはたらき
②いろいろな力の種類
③力の単位、力と質量の関係
④フックの法則
⑤力の矢印の書き方
⑥質量と重さの違い
⑦圧力とは何か、圧力の計算←今ここ
⑧水圧
⑨浮力
⑩気圧