中1理科「圧力・水圧の求め方」

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中1理科「圧力・水圧の求め方」です。「圧力」「水圧」「浮力」それから「気圧」そのものの説明はもちろん、それらの求め方までまとめています。それでは、中1理科「圧力・水圧・浮力の求め方」をみていきましょう。

圧力

  • 圧力とは、一定の面積(例えば1m2)あたりに垂直にはたらく力
  • 圧力の単位は、パスカル(記号Pa)で表す。
  • 圧力(Pa)=力の大きさ(N)/力を受ける面積(m2
  • 1m2の面に1Nの力が加わるときの圧力が1Pa 1Pa=1N/m2
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スポンジのへこみ方の違いを調べる

<手順>

  1. レンガの質量とAからCの場合のレンガの床面積を測る。
  2. レンガ置く向きを変えて、レンズのへこみ方を調べる。

<考察>
同じ大きさの力でも、力を受ける面積が小さいほど、スポンジのへこみ方を大きくなり、力の効果が大きくなります。

圧力計算問題

次の問題に答えなさい。ただし、100gの物体にはたらく重力を1Nとして割り切れない場合は小数第一位を四捨五入して整数で答えなさい。

  1. 150gの物体にはたらく重力は何Nか。
  2. 4.5kgの物体にはたらく重力は何Nか。
  3. 一辺が2mで質量80kgの立方体がある。この立方体を水平な床の上に置いたとき、床に加わる圧力は何Paか。
  4. 一辺が50cm 質量400gの立方体がある。この立方体を水平な床の上に置いたとき、床に加わる圧力は何Paか。
  5. 一辺が2cmで質量100gの立方体がある。この立方体を水平な床の上に置いたとき、床に加わる圧力は何Paか。

解答

  1. 1.5N
  2. 45N
  3. 200Pa
  4. 16Pa
  5. 2500Pa

水圧

  • 水の圧力…水中では、水の重さによって圧力が生じる。
  • 水の圧力のはたらく向き…同じ水の深さでは水の圧力はあらゆる向きから同じ大きさではたらく。
  • 水の深さと水の圧力…水の深さが深くなるほど、その地点より上にある水の重さが重くなり、水の圧力を大きくなる。

浮力

  • 浮力…水中の物体に働く上向きの力
  • 浮力=空気中での物体の重さ-水中での物体の重さ
  • 沈めた深さとの関係がない
  • 物体の水中の体積が大きいほど大きくなる

空気の圧力

大気圧(気圧)は、大気(地球を取り巻く空気の重さによって生じる圧力)。上空に行くほど、その上の空気の重さが小さくなるので、大気圧は小さくなる。大気圧の単位(ヘクトパスカル)<hPa>で表す。

  • 1気圧=1013hPa (1hpa=100Pa)

大気圧のはたらく向きは、水中と同じようにあらゆる向きに同じ大きさではたらきます。

大気圧のはたらく向きを調べる実験

<手順>

  1. 注射器の中の発泡ポリスチレンの立方体を入れる。
  2. 注射器のピストンを押す
  3. 発泡ポリスチレンは立方体のまま小さくなる。
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