P=F/Aという圧力の公式とnとPa(単位)の関係を解説

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物理を得意にするためには、代表的な公式やその証明(導出)方法について理解しておくことが大切です。

例えば、力学における圧力の公式としてP=F/Aがありますが、この意味や証明(導出)方法について理解していますか。

ここでは、この=F/Aとは何か、P=F/Aの証明・計算方法について解説していきます。

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P=F/Aの圧力の公式の意味と単位のNとPaの関係

それでは、力学におけるP=F/Aについて確認していきます。

P=F/Aとは、圧力と外力(力)と面積の関係を表す公式といえます。

具体的には、Pはある面に加わる圧力[Pa=N/m2]、Fは外力(加重)[N]、Aは面積[m2]となります。

なお、圧力の単位としてPaを使うことが基本ですが、N(ニュートン)を含んだN/m2という単位を使用できることも理解しておくといいです。

P=F/Aという圧力の証明(導出)方法は?

続いてP=F/Aの証明についても確認していきます。

P=F/Aの公式の証明(導出)を行うといっても、圧力の定義そのものを考えればいいです。

具体的には、圧力Pは単位面積あたりの外力(力)を表しており、外力がF、面積がAに相当するため、外力を面積で割ったものが圧力そのものとなるわけです。

つまり、そのままP=F/Aという公式が成立するといえます。

P=F/Aの計算問題【圧力の公式】

それでは今度はP=F/Aに関係する問題を解くことによって、この公式に理解を深めていきましょう。

・例題1

ある2m2の面積の鉄板に10Nの力を均一に加えたとします。この場合の鉄板にかかる圧力Pはいくらと計算できるでしょうか。

・解答1

上のP=F/Aの公式に当てはめていきます。

すると、 圧力P=10/2=5Pa(5N/m2)と求められました。

まとめ P=F/Aの公式の意味と計算方法

ここでは、P=F/Aとは何か、P=F/Aの証明・計算方法について解説していきます。

この圧力と外力、面積の公式やその証明(導出)方法は力学を学ぶ上でとても重要なので、この機会に理解しておくといいです。

各種物理に関する公式をマスターし、物理を楽しんでいきましょう。

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