「単位面積あたりの~」の求め方は?単位面積あたりの質量・力の計算方法

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よく日常生活や科学的な解析を行う際に、「単位面積あたりの質量」「単位面積あたりの力」などの表現が使用されることがあります。

それでは、そもそもこの「単位面積あたり」とはどのような意味を持つのでしょうか。また、このの「単位面積あたりの~」の求め方はどのように対処するといいのでしょうか。

ここでは、よく科学で使用される概念である「単位面積あたりの質量」「単位面積あたりの力」の計算方法について解説していきます。

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「単位面積あたりの~」の意味と計算方法

まず、単位面積とは面積の数値を「1」としたときの何かしらの値を示している用語といえます。基本的には、1m2(平方メートル)を基準とすることが多いですが、状況によっては「1cm2」「1mm2」などど変化します。

つまり、先にも述べた例の単位面積あたりの質量(重さ)であれば、単位面積あたりの質量=総重量(質量)÷総面積という計算式で求めることができるわけです。

同様に、単位面積あたりの力(つまり圧力)であれば、単位面積あたりの力=物体全体にかかっている力÷総面積で求めることができるのです。

結局のところ、「単位面積あたりの~」=「~の総量」÷「総面積」で計算することができます。

なお、割る方と割られる方を間違えると、計算結果がおかしくなるので十分に注意するといいです。

単位面積あたりの質量を計算してみよう

それでは、求め方に慣れるためにも、単位面積あたりの質量を計算してみましょう。

・問題

ある総面積5cm2における総質量は10gです。このときの単位面積あたりの質量を求めてみましょう。

・解答

上の定義に従って計算していきます。

10 ÷ 5 = 2g/cm2と単位面積(ここでは1cm2)あたりの質量に変換できるのです。

単位面積あたりの力(圧力)を計算してみよう

同様に、単位面積あたりの力である圧力を求めてみましょう。

・問題

ある総面積8m2における力は1600N(ニュートン)です。このときの単位面積あたりにかかる力を求めてみましょう。

・解答

上の定義に従って計算していきます。

1600 ÷ 8 = 200N/m2と単位面積(ここでは1m2)あたりの力である圧力に換算できるのです。

なお、単位面積あたりのかかる力は以下のようなイメージをするといいです。

また、N/m2という単位は有名な圧力の単位のPaと一致することも覚えておくといいです。つまり、1N/m2=1Paと求めることができるのです。

まとめ

ここでは「単位面積あたりの~の求め方」やその代表として、単位面積あたりの質量、単位面積あたりの力について解説しました。

単位面積あたりの質量は、総質量÷総面積で求められ、同様に単位面積あたりの力(圧力)も物体にかかる全体の力÷総面積で計算することが可能なのです。

さまざまな計算に慣れ、科学をより楽しんでいきましょう。

 

 

 

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