Pa(パスカル)

一般小学生

まとめ

  • 圧力を表す国際単位(SI単位)であり、1平方メートル(m²)の面積に1ニュートン(N)の力が垂直にはたらくときの大きさを1Paと定義します。
  • 力の大きさは、面に加わる力の大きさに比例し、その力がはたらく面積反比例します。
  • 密閉された液体気体に加わった圧力は、すべての方向に等しく伝わるという「パスカルの原理」の基礎となる単位です。
圧力物理パスカルの原理単位

解説

パスカル(Pa)は、フランスの数学者・物理学者であるブレーズ・パスカルにちなんで名付けられた単位です。圧力とは、一定の面積あたりを垂直に押す力の度合いを指します。計算式は「圧力(Pa) = 面を垂直に押す力(N) ÷ 力がはたらく面積(m²)」で表されます。

具体的な例として、重さ2000g(約20N)のレンガを考えてみましょう。このレンガを面積200cm²の面を下にして置いた場合、1cm²あたりの力は「2000g ÷ 200cm² = 10g/cm²」となります。これを国際単位系で計算すると、20N ÷ 0.02m² = 1000Paとなります。もし、より面積の小さい面を下にして置けば、同じ重さであっても1m²あたりの力は大きくなるため、圧力の値は増加します。このように、力が同じでも面積が小さくなるほど、相手を押し込む力(圧力)は強くなるという性質があります。

コラム

パスカルの原理を応用した仕組みに「油圧ジャッキ」があります。たとえば、断面積の比が1:9である2つのピストンが繋がっている装置では、小さい方のピストンに加えた圧力がそのまま大きい方へ伝わります。このとき、全体を押す力が1:9の割合であれば、両方のピストンはつり合います。この仕組みにより、小さな力で大きな重量を支えることが可能になります。

また、気象学で使われる「hPa(ヘクトパスカル)」は、1Paの100倍を意味します。Paは非常に小さな単位であるため、空気の重さ(気圧)を測る際にはこのヘクトパスカルが一般的に使用されています。

小学生のみなさんへ

パスカル(Pa)は、あつ力の大きさを表す単位です。圧力とは、ある場所を「おす力」の強さのことです。

たとえば、雪の上を歩くとき、ふつうのクツだとはまってしまいますが、面積の広い「かんじき」をはくと沈みません。これは、体重という「力」が広い面積に分散されて、1平方センチメートルあたりにかかる力が小さくなるからです。反対に、面積が小さくなればなるほど、おす力は強くなります。

理科の計算では、100gの物体が下におす力を「1ニュートン(N)」と考えます。1平方メートル(1m×1m)の広さに1ニュートンの力がかかっているときが「1パスカル」です。これは、1センチ四方の広さに、わずか0.01gの重さがのっているのと同じくらいの、とても小さな力です。

ルラスタコラム

台風のニュースで「中心の気圧は950ヘクトパスカル」という言葉を聞いたことはありませんか?「ヘクト」は「100倍」という意味なので、1ヘクトパスカルは100パスカルのことです。まわりの空気よりも気圧が低い場所が「低気圧」で、台風はその力がとても強いものなのです。

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