3分でわかる圧力の計算!水圧・大気圧の違いも!登録者数95万人人気講師がわかりやすく解説
1.深いほど大きくなる
2.あらゆる方向からはたらく
”あらゆる方向からはたらく”というのは大きなポイントです。水中にうかんだ物体があれば、上下左右のすべての面から水圧を受けます。
浮力
水中にうかんだ物体があるとき、その物体の”上面に下向きにはたらく水圧”と”下面に上向きにはたらく水圧”では、”下面に上向きにはたらく水圧”の方が大きくなります。そのため、水中にある物体には上向きの力がはたらくのです。これを「浮力(ふりょく)」といいます。
浮力の大きさは、物体の浮いている水の深さとは無関係。物体の水にしずんでいる部分の体積が大きいほど大きくなります。
水圧・浮力の練習問題
ゴム膜を張ったパイプを水中に入れたときの図が用意されています。水圧の大きさに気をつけながら、書かれていない膜を書いてみましょう。
計算問題も練習してみます。
あるばねに400gのおもりをつるすと30wp_のび、これを水中に入れるとのびは18wp_になりました。水中では上向きの浮力がはたらいているんですね。
image by Study-Z編集部
水中でこの物体にはたらく重力は何Nでしょう?水中であっても、地球上である限りはたらく重力の大きさは変わりませんので、400gのおもりの質量から、4Nとなります。
では、このおもりの水中での重さは何Nでしょうか?4Nで30wp_のびるばねが、水中では18wp_しかのびていません。この関係から、おもりは水中で2.4N分の力をかけてばねを伸ばしているということが計算できます。
減ってしまった1.6N分の力はどこに行ってしまったのでしょうか。そう、浮力によってもち上げられているんですね。このことから、おもりが受けている浮力は1.6Nとなるわけです。
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