まとめ
- 水中の物体に対して、上下左右あらゆる方向からその面に対して垂直にはたらく力のこと。
- 水深が深くなるほど水圧は大きくなり、その大きさは水深に正比例する。
- 物体の上面と底面にかかる水圧の差が、物体を上向きに押し上げる「浮力」の原因となる。
解説
水圧は、その地点より上にある水の重さによって生じる圧力です。水中のある一点においては、上・下・左・右のあらゆる方向から同じ大きさで作用します。このとき、水圧は物体の表面に対して常に垂直(直角)に押し込む向きにはたらくのが最大の特徴です。実験などでゴム膜を張った筒を水中に沈めると、どの向きに傾けてもゴム膜が内側にへこむことから、あらゆる方向から面に垂直に力がかかっていることが確認できます。
水圧の大きさは水深に比例して大きくなります。具体的には、水深1cmにつき1cm2あたり1gの水圧がかかるという法則があります。例えば、水深10m(1000cm)の地点では、1cm2あたり1kgという非常に大きな圧力がかかります。このように、深くなればなるほど、物体を周囲から圧縮しようとする力は強まっていきます。
物体の下面にはたらく上向きの水圧は、物体の上面にはたらく下向きの水圧よりも深い位置にあるため、より大きくなります。この上下の水圧の差が、物体を上向きに押し上げる力である「浮力」を生み出します。
また、深海などの極限環境における研究では、この高い水圧を維持したまま生物を飼育・観察する特殊な技術も開発されており、地上の環境とは全く異なる圧力の世界が科学的に探求されています。
水の中に物を入れると、まわりの水からおされます。これを「水圧」といいます。水圧は、上からだけでなく、下からも横からも、あらゆる方向から面に対してまっすぐ(垂直に)おしてくるのがとくちょうです。
水圧は、深ければ深いほど強くなります。水の重さが上からのしかかってくるからです。たとえば、10メートルの深さまで行くと、1センチメートル四方の小さな面に1キログラムもの重さがかかります。
また、物の上のほうよりも下のほうのほうが深いため、下からおし上げる力のほうが強くなります。この力の差が、物をうかせる「浮力」になります。
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