中1理科「水圧」作図から水圧の求め方まで!

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中学1年理科。今日のテーマは「水圧」です。海の深いところに潜ると、耳がキーンと痛くなった思い出はありませんか。今日は水の中で受ける力「水圧」について考えていきましょう。

水圧とは?

水圧とは、水の重さによって受ける圧力です。水面らの深さが深ければ深いほど、水圧は大きくなっていきます。つまり、水面からの深さと水圧は比例関係になるのです。

 水面から深くなればなるほど水圧は大きくなる(比例関係)。
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水圧の作図

水圧に関する問題では、よく作図問題が出題されます。水面から深ければ深いほど、水圧が大きくなるということを理解できていれば問題はありません。

水圧

次のような作図もよく出題されます。

水圧

また、水圧はあらゆる向きにはたらくこともわかります。

水圧の計算の方法

水の密度を使った水圧の計算も出題されます。

問題]水面から深さ10cmのところに、1m²の面がある。この面に加わる水圧[Pa]を計算せよ。ただし、水の密度を1.0g/cm³、100gの物体の働く重力の大きさを1.0Nとする。

水圧は水の重さによって生じる圧力ですので、まずは面の上にある水の重さを求めます。

  • 1m²=10000cm²
  • 10000cm²×10cm=100000cm³
  • 100000cm³×1.0g/cm³=100000g
  • 100000g=1000N

1m²の面の上には10cmの深さの水が乗っていますが、この水の重さが1000N、つまり100kgの、水が乗っていることになります。

圧力[Pa]は、[N/m²]とおなじ圧力でしたので、N÷m²を求めれば水圧[Pa]が計算できます。

  • 1000N÷1m²=1000Pa

hPaで表すと1000Pa=10hPaとなります。

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