深さ・向き・容器の形に関する誤答を直そう

このレッスンの役割

ここまでに、水圧と大気圧を実験・模型・データから学びました。このレッスンでは、「水の重さ」「吸う力」といった一部だけの説明を、深さ・向き・圧力差がそろった説明へ修正します。

ゴールは、水圧問題を液体・深さ・向き、大気圧問題を内外の圧力という観点で点検できることです。

知る・理解する

水圧の誤答は、次の順で点検します。

1. 同じ液体か。
2. 水面からの深さは同じか。
3. 圧力を受ける面の向きはどちらか。
4. 比べているのは水圧か、面全体が受ける力か。

大気圧の現象は、物体の内側と外側それぞれの圧力を書き、どちらが大きいかを比べます。

「水が多いほど水圧が大きい」という言い方は、深さと水量を混同します。水圧を決める中心条件は、水面からの深さです。

具体例で使う

誤答A：「水には重さがあるので、水圧は下向きにしか働かない」

修正：容器側面の穴から水が横へ出るので横向きにも働き、上向きのゴム膜も押されるので上向きにも働きます。

誤答B：「広い容器の方が水量が多いから、同じ深さでも水圧が大きい」

修正：同じ液体の同じ深さなら水圧は同じです。広い底では、同じ水圧が働く面積が大きいため、底全体が受ける力は大きくなりえます。

誤答C：「ストローで飲み物を吸う力が、飲み物を上へ引く」

修正：ストロー内の圧力を下げると、外側の大気圧が飲み物を押し上げます。

誤答を直して次の学びへつなげる

「深いほど大きい」を「水中ならどこでも深いほど同じ向きの力」と雑に使わないようにします。一つの点では圧力は全方向に働き、その大きさが深さで変わります。

吸盤を接着剤のような粘りだけで説明すると、端から空気が入った瞬間に外れる理由を説明できません。内外の圧力差が小さくなるからです。

次は、ダム、吸盤、缶、複雑な容器を、これらの点検手順で説明します。

自分で確かめよう

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。