水圧の表・グラフと圧力差を読み解こう

このレッスンの役割

前のレッスンで、水圧は深さとともに大きくなり、内外の圧力差が現象を生むと学びました。ここでは、表・グラフ・ゴム膜や液面差の図から、その関係を根拠つきで読みます。

ゴールは、容器の見た目に惑わされず、深さと圧力差に注目して未知の点の水圧や膜の動きを予測できることです。

知る・理解する

同じ水について深さと水圧を測ると、深さが増すほど水圧も増します。中学校では、与えられた表やグラフから増え方を読み、同じ深さの点を比較できることが大切です。

この表では深さが2倍、3倍になると水圧も2倍、3倍です。ただし問題で数値が与えられていない場合は、深さが大きい点ほど水圧が大きいという大小関係を使います。

具体例で使う

形の異なる三つの容器に同じ水を入れ、水面の高さをそろえます。各容器で水面から20 cmの点A、B、Cを選ぶと、水圧は同じです。容器の幅や水の総量は違っても、同じ液体で深さが同じだからです。

ゴム膜の片側を水中へ入れ、反対側を空気に接触させます。水側の圧力が空気側より大きければ、膜は空気側へ押されます。両側の圧力が等しければ、圧力差は0で膜はどちらにも押し曲げられません。

誤答を直して次の学びへつなげる

グラフの縦軸を水の量、横軸を深さと読み違えないように、軸名と単位を最初に確認します。

また、底面が広い容器の底では水圧まで大きいと考える誤りがあります。底全体が受ける力は面積で変わりえますが、同じ深さでの単位面積あたりの水圧は同じです。

次は、深さ・向き・容器の形・大気圧についての典型誤答をまとめて修正します。

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。