液体 気体 分子同士引き合っているが，特定の分子と 結びついてはいない 温度に相当する熱振動をしながら，分子間 を移動している 容器にいれないと飛散 分子同士の引力は弱く，分子間の間が大きい 温度に相当する運動エネルギーで飛び回り， 互いに衝突をくりかえしている 気体や液体は原子（分子）間の結合が弱く， 特定の原子同士が結びついていないので自 由に形を変える Ｈ Ｏ Ｏ Ｏ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ 流体 Ｈ Ｈ Ｏ Ｈ Ｈ 固体 3.1.1 圧力（p89) 特定の分子同士が強く結合 分子間の位置エネルギーが最小になる位置 が安定位置 分子同士は安定位置に固定され，温度に相 当する熱振動をしている 分子の結合の仕方で， 堅さや弾力などが違う 力と圧力 F P F PS S → 力 F 小さい 作用する面積 S が広い → 力 F 大きい 力 F 小 圧力p ピストンに閉じこめた流体 mg S 同じ力が作用 • 作用する面積が小さい → 圧力 大きい • 作用する面積が広い → 圧力 小さい 圧力（単位面積当たりの力）が大きい • ハイヒールで踏まれるとすごく痛い • 鋭い刃を持ったナイフの方がよく切れる • 先のとがった注射針ほどよく刺さる Pa（パスカル）＝N/m2 • 1Pa → 1m2 当たり 1N の力がはたらく 作用する面積 S が小さい 流体 p 圧力の単位 同じ圧力 P が作用しているとき 面積 S 小 圧力 → 単位面積当たりの力 • 底面積 S〔m2〕，質量 m〔kg〕の物体が机に 及ぼす圧力 p〔Pa〕 面積 S 大 力 F 大 圧力を表す矢印 は先端が作用面 標準大気圧: 101325 Pa＝1013.25 hPa （hは100倍を表す） その他の圧力の単位 • 水銀柱の高さ mmHg＝torr（トール） （ 1 mmHg＝133.322 Pa ） • kgf/cm2＝kgW/cm2 ：1 気圧 ≒ 1 kgf/cm2 1 問3-1 圧力は 力 ÷ 面積 で定義される． 1m2あたり1Nの力が加わるときの圧力を 1 Pa という．その他，圧力の単位は mmHg や kgf/cm2 である． （torr） （kgw/cm2） 問3-2 標準大気圧(1013hPa)のもとに置かれ た10 cmの正方形の面の受ける力は何Nか． 1013hPa → 1m2 当たり 101300N の力 100cm2＝0.01m2 より，100cm2 当たり1013N 問3-3 3.1.2 密度(p90) 単位体積当たりの質量（1m3 で何 kg か） • 密度 ρ ＝質量 m ÷ 体積 V m • 単位 kg/m3 （または g/cm3 ） V ロー 水の密度 水圧に依存しない（温度で少し変わる） 気体の密度 気圧が高いと大きく，温度が高いと小さくなる 密度は物質によって決まる量 3.1.3 重力による水圧(p90～) 密度は 質量 ÷ 体積 で定義される量である． 水の密度は，1.0×103 kg/m3 である． よって，2.0 m3の水の質量は，2.0×103 〔kg 〕 である．また，この水にはたらく重力は， 2.0×104 〔N〕である． 液体が静止→液体のどの部分でも力は釣り 合っている 底の面での力の釣り合い 垂直な壁の水槽 下から押される力 ＝重さ＋上から押される力 大気圧 p0 体積 水にはたらく重力 pS Sh g p0S ＝2.0×103×9.8＝19.6×103 密度 高さ h 質量 p g h p0 水圧の実験（水圧と大気圧） p0 p g h p0 圧力 p 底面積 S 問3-4 大気圧 p0〔Pa〕，水深 h〔m〕における水 大気圧より水 の圧力が低い ので空気が入 り込む 底の方が圧力 が高いので吹 き出す速さが 大きい の圧力は，力の釣り合いから，水の密度を ρ〔kg/m3〕として p g h p0 である h p p0 p -h 2 問3-5 2.0m3の水を円筒形の容器に入れるとき，底面積1.0m2の容器 のとき，底面には 1.2×105Pa 圧力がかかり，底面積 1.1×105Pa の圧力がかる． よって，プールの水深1mの場所での圧力は 1.1×105Pa で あり，大気圧より 9.8×103Pa だけ大きい．ただし，大 2.0m2の容器のときの底面には 気圧を 1.013×105 Pa，水の密度を1.0×103kg/m3，重力加速 度の大きさを 9.8m/s2 とする． p gh p 0 1.0 103 9.8 2.0 1.013 105 19.6 103 1.013 105 0.196 105 1.013 105 1.2 105 3
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