中1理科の「水圧の求め方」のポイント・練習問題

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「水圧」の求め方とポイントです。力の単元では、浮力と並び、苦手意識を持っている人が多いのが、この水圧です。今回は、その水圧の求め方とポイントについてまとめています。しっかり理解をして、演習をこなす中で習得していきましょう。それでは、中学理科の「水圧」の求め方とポイントです。

水圧のポイント

  • 水中で水の重さによって生じる圧力を水圧という
  • 比例の関係があり、水面から深くなればなるほど水圧は大きくなる
  • 水圧はあらゆる向きにはたらく
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単位の整理

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

水圧の求め方

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。

水圧の単位

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で、hPaで表すと1000Pa=10hPaとなります。

パスカルの原理と水圧

水圧がさまざまな向きに同じ大きさに伝わることをパスカルの原理をいいます。浮沈子はこの原理を利用しています。

<浮枕子(ふちんし)>

  • ピストンを押し始める…水の圧力が大きくなり、浮枕子に水が入る。
  • ピストンを十分に押したとき…空気の体積が小さくなり、浮枕子は沈む。

大気圧と水圧の大きさ

1辺が1mの水の立方体は質量が1000000gであり、重さは1000Nです。よって、深さ1mでの水圧は、10000Paです。1気圧は101300Paだから、深さ10mの水圧の大気圧の大きさにほぼ相当します。

練習問題

(    )に適語入れよ。

  1. (    )の原理とは、水中にある物体は、その物体がおしのけた体積と同じ体積の水の重さに等しい大きさの浮力という原理である。
  2. 水圧は(    )方向からはたらく。
  3. 水の深さが同じであれば、水圧の大きさは(    )に関係なく等しい。
  4. 水圧の大きさは、(    )ところほど大きい。
  5. 深さ5cmでの水圧は(    )Paか。ただし、水の密度を1.0g/cm³とする。

解答

  1. アルキメデス
  2. あらゆる
  3. 向き
  4. 深い
  5. 500Pa
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