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中学理科「圧力の対策問題」

中学理科「圧力の対策問題」です。

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圧力の対策問題

図のA、Bのように、水を入れて1000gにした三角フラスコをスポンジの上に向きを変えて置いた。スポンジと接している部分の面積は、Aは100cm2、Bは10cm2である。100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとして、次の問いに答えなさい。
圧力問題図

(1)Aのとき、フラスコがスポンジを押す力は何Nですか、答えなさい。
(2)1m2あたりの面を垂直に押す力を何といいますか、答えなさい。
(3)Aのとき、スポンジがフラスコから受ける(2)の大きさは何N/m2ですか、答えなさい。
(4)Bのとき、スポンジがフラスコから受ける(2)の大きさは何Paですか、答えなさい。
(5)面を押す力の大きさが変わらないとき、力がはたらく面積が大きくなるほど、(2)の大きさはどうなるといえますか、答えなさい。

圧力の対策問題の解答・解説

(1)10N

(2)圧力

圧力とは、面積1㎡あたりにかかる力の大きさです。
圧力(N/m2)=力の大きさ(N)/力がはたらく面積(m2
圧力は面かかっている力の大きさを力(N)をはたらいている面の面積(㎡)で割り算すれば求めます。また、圧力は、はたらく力の大きさに比例し、力を受ける面積に反比例します。
圧力の例題
物体の重さが60kgで10㎡にこの重さがのしかかっているときの圧力は?
<解説>
60kg=60000gであり、100g=1N(ニュートン)なので、600Nの力が10㎡の面にかかっていることになります。よって、600(N)÷10(㎡)=60(N/㎡)と圧力を計算できます。

(3)1000N/m2

(4)10000Pa
圧力の単位はPa(パスカル)というものを使ったりします。1Pa=1N/㎡です。ところでパスカルというのはどっかで聞いたことありませんか?天気予報で、「この低気圧は980ヘクトパスカル(hPa)です」といったコメントを言ってますよね。このヘクトパスカルの「パスカル」は正に圧力を表す単位です。また、ヘクトのほうは、補助単位といって、cmなどのc(センチ)と同じ種類のものです。ヘクトは100倍を表しています。つまり、100Pa=1hPaです。

天気予報で言っている圧力は、その地域にある空気が上に乗っかっていることによって地上に与える圧力を表し、大気の圧力ということで大気圧といいます。大気圧の大きさは、「気圧」という単位でも表したりします。1気圧=1013hPaの関係です。

(5)小さくなる。

圧力の性質を利用した道具
・画びょう…力が加わる面積を小さくした道具。弱い力で壁に穴をあけることができます。
・スキー…力が加わる面積を大きくした道具。力を分散させることで、雪に足がめり込むのを防ぎます。

圧力を計算しなくても圧力の大きい、小さいを感覚的に答えられるようにしてください。例えば、同じ力で手のひらを押すなら、ピンで押すほうが面の平らなチョークで押すより痛いといった感覚です。これは同じ力がかかるのなら、圧力は押している面の面積が小さいほど圧力が大きいということです。計算式を丸覚えではなく、圧力への理解は必要です。

YouTubeでも学べるように、問題に対しての解説動画をアップしています。高校入試対策や定期テスト対策にご利用ください。特に数学などは動画の方が分かりやすい場合もありますよね。
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