圧力と浮力 ─ パスカル・アルキメデスの原理 [中1〜中3 理科]

結論: 圧力 = 力 / 面積、浮力 = 押しのけた液体の重さ

圧力 (Pa = N/m²) = 力 (N) / 面積 (m²)

浮力 (アルキメデスの原理): ・物体が液体中で受ける浮力 = 押しのけた液体の重さ ・密度が液体より小 → 浮く ・密度が液体より大 → 沈む

解法 1: 圧力

1m² の面に 100N の力 → 圧力 100Pa

雪の上を歩くのにスノーシューを使う理由: 面積を大きくすることで圧力を下げる (= 沈みにくい)。

大気圧: 海面で約 101300Pa = 約 1 気圧。

解法 2: 浮力

水中に物体を入れたとき: ・押しのけた水の体積 = 物体の沈んだ部分の体積 ・浮力 = その水の重さ

例: 体積 1L = 1000cm³ の物体を全部水に沈める → 押しのけた水 1L = 1kg → 浮力 = 1kg 分 = 約 9.8N

解法 3: 物体が浮くか沈むか

・物体の重さ > 浮力 → 沈む ・物体の重さ = 浮力 → 静止 ・物体の重さ < 浮力 → 浮く

つまり、密度が液体より小さければ浮く。

典型的な間違いと診断

**パターン 1: 浮力は物体の重さで決まると思う** → 戻る場所: 浮力は押しのけた液体の重さで決まる。物体の重さは無関係 (浮くか沈むかには関係するが)。

**パターン 2: 圧力と力の混同** → 戻る場所: 圧力 = 力 / 面積。同じ力でも面積が違えば圧力が違う。

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