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圧力(あつりょく)と大気圧(たいきあつ)

カワウソ先生同(おな)じ力(ちから)でも、面積(めんせき)が小(ちい)さいほど圧力(あつりょく)は大(おお)きくなる。大気圧(たいきあつ)は高(たか)い所(ところ)ほど小(ちい)さくなるよ。

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  1. 圧力(あつりょく)(Pa)は、力(ちから)の大(おお)きさ(N)を、その力(ちから)がはたらく面積(めんせき)(m²)で割(わ)って求(もと)める。
  2. 大気圧(たいきあつ)は空気(くうき)の重(おも)さによる圧力(あつりょく)で、海面(かいめん)付近(ふきん)でおよそ1013hPa(1気圧(きあつ))、高(たか)い所(ところ)ほど小(ちい)さくなる。
  3. 大気圧(たいきあつ)はあらゆる向(む)きから物(もの)をおし、等圧線(とうあつせん)で囲(かこ)まれた高気圧(こうきあつ)・低気圧(ていきあつ)が風(かぜ)や天気(てんき)を生(う)む。

詳しく

ポイント

一定(いってい)の面積(めんせき)にはたらく力(ちから)の大(おお)きさを圧力(あつりょく)といい、次(つぎ)の式(しき)で求(もと)める。圧力(あつりょく)(Pa)=力(ちから)の大(おお)きさ(N)÷力(ちから)がはたらく面積(めんせき)(m²)だ。単位(たんい)はPa(パスカル)で、1Pa=1m²あたり1Nの力(ちから)がはたらく圧力(あつりょく)を指(さ)す。

例(たと)えば、重(おも)さ12Nのレンガを、面積(めんせき)0.06m²の面(めん)を下(した)にして置(お)くと、圧力(あつりょく)は12÷0.06=200Paになる。同(おな)じレンガを面積(めんせき)0.02m²の面(めん)を下(した)にして置(お)くと、圧力(あつりょく)は12÷0.02=600Paに上(あ)がる。力(ちから)の大(おお)きさが同(おな)じでも、面積(めんせき)が小(ちい)さいほど圧力(あつりょく)は大(おお)きくなる。

空気(くうき)にも重(おも)さがあり、その重(おも)さによって生(しょう)じる圧力(あつりょく)を大気圧(たいきあつ)(気圧(きあつ))という。海面(かいめん)付近(ふきん)の大気圧(たいきあつ)はおよそ1013hPa(1気圧(きあつ))だ。1hPa=100Paなので、1013hPaは101300Paにあたる。

面積が小さいほど圧力は大きくなるAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

大気圧(たいきあつ)の性質(せいしつ)

大気圧(たいきあつ)は、高(たか)い所(ところ)ほど小(ちい)さくなる。山(やま)の上(うえ)に菓子袋(かしぶくろ)を持(も)っていくと袋(ふくろ)がふくらむのは、袋(ふくろ)の外(そと)の大気圧(たいきあつ)が地上(ちじょう)より小(ちい)さくなり、袋(ふくろ)の中(なか)の空気(くうき)の圧力(あつりょく)が外(そと)よりも大(おお)きくなるためだ。

大気圧(たいきあつ)は、上(うえ)からだけでなく、下(した)や横(よこ)などあらゆる向(む)きから物(もの)をおす。これは、空気(くうき)の粒(つぶ)が四方八方(しほうはっぽう)に飛(と)び回(まわ)りながら物(もの)にぶつかっているためである。

天気(てんき)図(ず)では、気圧(きあつ)が等(ひと)しい地点(ちてん)を結(むす)んだ等圧線(とうあつせん)で気圧(きあつ)の分布(ぶんぷ)を表(あらわ)す。まわりより気圧(きあつ)が高(たか)い所(ところ)を高気圧(こうきあつ)、低(ひく)い所(ところ)を低気圧(ていきあつ)という。

なぜそうなるか

高気圧(こうきあつ)の中心(ちゅうしん)付近(ふきん)では、まわりより気圧(きあつ)が高(たか)いため、空気(くうき)が中心(ちゅうしん)から外(そと)へ時計(とけい)回(まわ)りに吹(ふ)き出(だ)す。空気(くうき)が抜(ぬ)けたあとを埋(う)めるように上空(じょうくう)から空気(くうき)が下(お)りてくる下降(かこう)気流(きりゅう)が生(しょう)じ、雲(くも)(新しいタブで開きます)ができにくいため晴(は)れやすい。

低気圧(ていきあつ)の中心(ちゅうしん)付近(ふきん)では、まわりから空気(くうき)が反(はん)時計(とけい)回(まわ)りに吹(ふ)き込(こ)み、行(い)き場(ば)を失(うしな)った空気(くうき)が上(うえ)へ逃(に)げる上昇気流(じょうしょうきりゅう)が生(しょう)じる。上昇(じょうしょう)した空気(くうき)は冷(ひ)えて雲(くも)ができやすく、くもりや雨(あめ)になりやすい。

高(たか)さが上(あ)がるほど大気圧(たいきあつ)が小(ちい)さくなるのは、その高(たか)さより上(うえ)にある空気(くうき)の量(りょう)が少(すく)なくなり、重(おも)さによる圧力(あつりょく)が小(ちい)さくなるためである。

高気圧と低気圧の風のふき方Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

確認問題

問題 1 / 4重(おも)さ12Nのレンガを、面積(めんせき)0.02m²の面(めん)を下(した)にして置(お)いたとき、圧力(あつりょく)は何(なん)Paか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

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https://manazoo.com/science/pressure-and-air-pressure/?from=print#quiz

  1. 重(おも)さ12Nのレンガを、面積(めんせき)0.02m²の面(めん)を下(した)にして置(お)いたとき、圧力(あつりょく)は何(なん)Paか。

    答え:____________

    正解:600Pa
    圧力(あつりょく)(Pa)=力(ちから)の大(おお)きさ(N)÷面積(めんせき)(m²)なので、12÷0.02=600Paになる。

  2. 海面(かいめん)付近(ふきん)の大気圧(たいきあつ)(1気圧(きあつ))は、およそ何(なん)hPaか。

    • ◯ 100hPa
    • ◯ 500hPa
    • ◯ 1013hPa
    • ◯ 10130hPa

    正解:1013hPa
    海面(かいめん)付近(ふきん)の大気圧(たいきあつ)は、およそ1013hPa(1気圧(きあつ))である。

  3. 高気圧(こうきあつ)の中心(ちゅうしん)付近(ふきん)で起(お)こることとして正(ただ)しいものはどれか。

    • ◯ 風(かぜ)は吹(ふ)かず、気圧(きあつ)も変化(へんか)しない
    • ◯ 時計(とけい)回(まわ)りに風(かぜ)が吹(ふ)き出(だ)し、下降(かこう)気流(きりゅう)が生(しょう)じる
    • ◯ 反(はん)時計(とけい)回(まわ)りに風(かぜ)が吹(ふ)き込(こ)み、上昇気流(じょうしょうきりゅう)が生(しょう)じる
    • ◯ 時計(とけい)回(まわ)りに風(かぜ)が吹(ふ)き込(こ)み、上昇気流(じょうしょうきりゅう)が生(しょう)じる

    正解:時計回りに風が吹き出し、下降気流が生じる
    高気圧(こうきあつ)の中心(ちゅうしん)付近(ふきん)では時計(とけい)回(まわ)りに風(かぜ)が吹(ふ)き出(だ)し、上空(じょうくう)から空気(くうき)が下(お)りてくる下降(かこう)気流(きりゅう)が生(しょう)じるため晴(は)れやすい。

  4. 標高(ひょうこう)の高(たか)い場所(ばしょ)に行(い)くほど、大気圧(たいきあつ)はどうなるか。

    • ◯ 変(か)わらない
    • ◯ 小(ちい)さくなる
    • ◯ 0になる
    • ◯ 大(おお)きくなる

    正解:小さくなる
    高(たか)い場所(ばしょ)ほど、その上(うえ)にある空気(くうき)の量(りょう)が少(すく)なくなるため、大気圧(たいきあつ)は小(ちい)さくなる。

単元のポイント

  • 圧力(あつりょく)の式(しき) 圧力(あつりょく)(Pa)=力(ちから)の大(おお)きさ(N)÷力(ちから)がはたらく面積(めんせき)(m²)。1Pa=1N/m²
  • 大気圧(たいきあつ) 空気(くうき)の重(おも)さによる圧力(あつりょく)。海面(かいめん)付近(ふきん)で約(やく)1013hPa(1気圧(きあつ))
  • 高(たか)さと大気圧(たいきあつ) 高(たか)い所(ところ)ほど、上(うえ)にある空気(くうき)の量(りょう)が少(すく)なくなるため大気圧(たいきあつ)は小(ちい)さくなる
  • 高気圧(こうきあつ)・低気圧(ていきあつ) 高気圧(こうきあつ)は中心(ちゅうしん)から時計(とけい)回(まわ)りに風(かぜ)が吹(ふ)き出(だ)し下降(かこう)気流(きりゅう)で晴(は)れやすい。低気圧(ていきあつ)は反(はん)時計(とけい)回(まわ)りに風(かぜ)が吹(ふ)き込(こ)み上昇気流(じょうしょうきりゅう)でくもりや雨(あめ)になりやすい
問題を解く
単元のポイント
  • 圧力(あつりょく)の式(しき) 圧力(あつりょく)(Pa)=力(ちから)の大(おお)きさ(N)÷力(ちから)がはたらく面積(めんせき)(m²)。1Pa=1N/m²
  • 大気圧(たいきあつ) 空気(くうき)の重(おも)さによる圧力(あつりょく)。海面(かいめん)付近(ふきん)で約(やく)1013hPa(1気圧(きあつ))
  • 高(たか)さと大気圧(たいきあつ) 高(たか)い所(ところ)ほど、上(うえ)にある空気(くうき)の量(りょう)が少(すく)なくなるため大気圧(たいきあつ)は小(ちい)さくなる
  • 高気圧(こうきあつ)・低気圧(ていきあつ) 高気圧(こうきあつ)は中心(ちゅうしん)から時計(とけい)回(まわ)りに風(かぜ)が吹(ふ)き出(だ)し下降(かこう)気流(きりゅう)で晴(は)れやすい。低気圧(ていきあつ)は反(はん)時計(とけい)回(まわ)りに風(かぜ)が吹(ふ)き込(こ)み上昇気流(じょうしょうきりゅう)でくもりや雨(あめ)になりやすい