ダム・吸盤・容器の初見現象を圧力差で説明しよう

このレッスンの役割

このセクションの仕上げです。ダム、吸盤、ストロー、缶、形の違う容器などの初見資料で、水圧・大気圧・圧力差のどれを使うか判断します。

ゴールは、現象ごとに暗記した説明を当てはめるのではなく、「どの流体が、どの面を、どちらから押すか」を図にして予測できることです。

知る・理解する

初見問題では次の順番を使います。

1. 圧力を及ぼす水または空気を特定する。
2. 圧力を受ける面の両側を見る。
3. 水なら水面からの深さを比べる。
4. 内外・上下・左右の圧力の大小を矢印で表す。
5. 差し引きで、物体がどちらへ押されるか決める。

同じ深さで左右から同じ水圧が働けば、圧力差は0です。深さが違えば、深い側の圧力が大きくなります。この上下の水圧差は、次の浮力を理解する入口になります。

具体例で使う

ダムは下部ほど厚く作られます。水面から深いほど水圧が大きく、壁の下部ほど強く押されるからです。貯水池全体の水量だけを理由にせず、各場所の深さで説明します。

吸盤では、押しつけて内側の空気を減らすと内圧が小さくなります。外側の大気圧が吸盤を壁へ押すため、吸盤は保持されます。

加熱した缶を密閉して冷やすと、内部の気体の圧力が小さくなる場合があります。外側の大気圧の方が大きいため、缶は内向きに押しつぶされます。

誤答を直して次の学びへつなげる

同じ液体ならどの深さでも水圧が同じ、という考えは誤りです。同じなのは「同じ深さ」の点です。

吸盤を吸着力、缶を真空が引いた、とだけ説明せず、外側と内側のどちらの圧力が大きいかを示します。真空は物体を引くものではなく、内側の圧力が小さい状態です。

次のセクションでは、水中の物体の下面が上面より深いことに注目します。下面の大きな水圧と上面の小さな水圧の差が、上向きの浮力につながります。

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。