水圧

一般小学生

まとめ

  • 水の重さによって生じる圧力のことで、水深が深くなるほどその値は大きくなります。
  • 水中のあらゆる点において、物体の面に対して垂直にあらゆる方向からはたらく性質を持っています。
  • 水深1cmにつき1cm²あたり1gの割合で増加し、物体の上下にかかる水圧の差が「浮力」を生み出す源となります。
水圧浮力圧力

解説

水圧は、その地点よりも上にある水の重さによって生じる圧力です。水面から深く潜るほど、その地点の上に乗っている水の体積が増えるため、かかる重力も大きくなり、結果として水圧が増大します。この関係は正比例しており、水深が2倍、3倍になれば水圧もそれに応じて大きくなります。

同じ深さであれば、水圧の大きさはどの向きでも等しく、物体の表面に対して常に垂直にはたらきます。また、水圧は物体の下面にかかる上向きの力の方が、上面にかかる下向きの力よりも大きくなります。この上下の圧力の差が、物体を押し上げようとする「浮力」の正体です。水深10m(1000cm)では、1cm²あたり約1kgという非常に大きな力がかかります。

コラム

水圧の計算では、一般的に大気圧を考慮する場合としない場合があります。物理の厳密な計算では、水面にかかっている大気圧を足し合わせますが、中学・高校の理科の基礎段階では、水の重さによる変化分のみに注目することが多いです。また、水の密度が変化すると水圧の増え方も変わるため、真水と海水では同じ深さでも水圧にわずかな差が生じます。

小学生のみなさんへ

プールやお風呂に深くもぐったとき、耳がツーンとしたことはありませんか?それは「水圧(すいあつ)」という水の重さによる力が、体をおしているからです。

水には重さがあります。深いところに行けば行くほど、自分の上にある水の量が増えるので、その分だけ重くなって、おしつける力も強くなります。水深が1cm深くなるごとに、1平方へいほうセンチメートルあたり1gずつ重くなると決まっています。

この水圧は、上からだけでなく、下からも横からも、あらゆる方向から同じようにおしてくるのがとくちょうです。また、物の下のほうがおす力が強いため、物を上に押し上げようとする「浮力ふりょく」という力も生まれます。

ルラスタコラム

深海というとても深い海では、水圧がものすごく強くなります。水深1万メートルでは、1平方センチメートルに約1トンの重さがかかります。これは、小さなサイコロの上にゾウが乗っているのと同じくらいのすごさなんですよ!

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