大気圧・水圧について
2013.06.14
カテゴリ：理科用語
大気圧・水圧について
- 皆さんおはようございます。オフィス・宮島です。本日は「大気圧・水圧」について3行以内で解説いたします。また、現在の中学校では、「水圧」に関する授業を行わないそうです。しかし、高校以降で扱います。今のうちにここで学んでおきましょう。
大気圧とは？
- 我々の周りには、空気が存在しています。空気は「重さを感じないもの」と思っている方が多いと思います。しかし、実際は1平方センチメートルあたり1kgの重さ(10N)があります。
- 海面の高さ(標高0m)で、図のような水銀の入ったガラス管(これを水銀柱という)を立てると、液面から76cmの高さまで上がります。
- ここで、水銀の比重を13.59、ガラス管の断面積を1平方センチメートルとすると…
13.59[g/cm3]×76[cm]×1[cm]=1032.84[g]となります。
ここで、重力加速度9.806[m/s2]とすると…
1.03284[kg]×9.806[m/s2]≒10.13[N]となります。
1平方メートル当たりの荷重を求めると…
10.13/0.0001=101300[N/m2]となります。
- これより、大気がもたらす1平方メートル当たりの荷重を調べると、約10トンとなります。
- これを大気圧といい、標高0mでの大気圧を1気圧といいます。これは物体のすべての方向に一様にかかっています。
- これを応用したものが、吸盤です。壁に貼り付けた吸盤がずり落ちないのは、大気圧によって吸盤全体をまんべんなく押し付け、壁に密着させるからです。
水圧とは？
- 水圧というのは、水の中で物体にかかる力のことです。大気圧と違い水圧は水の深さによって圧力が変わるというのが大きな特徴です。
- この写真をご覧ください。ゴム膜が深いところだと大きくへこんでいることがわかると思います。
- また、同じ深さでは水圧は等しくかかります。この写真のように、水で満たしたブロックを2つ並べて水に沈め、ブロックの中の水を抜いてゆくと、同じ大きさの水圧が両方から一様にかかるため、このブロックは水中でくっついていられるのです。
- ちなみにこの方法は、青函トンネルを作るときに使用されています。
おまけ
- 水圧は水深が10m増すごとに、1気圧ずつ増えてゆきます。
本日はここまでといたします。ご清聴ありがとうございました。
