圧力って？

質問

圧力は単位面積あたりにかかる力と習い、それについては納得しています。でもなにか圧力の本質というか概念が分かってないのでどなたか教えてください。例えば、人間には大気の圧がかかってますよね？これは人間のはるか上空に広がる空気の重さが地上に立っている人にかかるということですよね？で、例えばその圧が頭を押さえつける方向、つまり上から下にかかるのはなんとなくイメージできるのですが横方向、つまり立ってる人から見て正面から背中の方向はどうなのですか？やっぱり同じになるのですか？

へんな例えですみませんが、ちょっと物理的に言えば、コップに水をいれたときコップの底面にかかる圧力と底面に限りなく近い側面にかかる圧力は同じなのですか？

回答No.7

T-Ein · ベストアンサー

圧力の性質にパスカルの原理があるのはご存知ですね。

ピストンのシリンダ中に液体（固体、気体でも同じ）を入れ、これに力を入れるとシリンダ内部にかかる圧力は方向に関係なく一定になります。

　　　力 Ｆ
|　　↓　　　　　|
+－－－－－+　面積Ｓ
|　　　　　　　　|
|　　　　　　　　|
|　　　　　　　　|　　シリンダの圧力Ｐ＝Ｆ／Ｓはどこも一定（方向は無関係）
|＿＿＿＿＿|　　
　　　　　　　　　　　　図がずれていたらすいません。

＞例えば、人間には大気の圧がかかってますよね？これは人間のはるか上空に広がる空気の重さが地上に立っている人にかかるということですよね？

これはシリンダーの中に空気と人が入っているのと同じ状況です。ただ、かかる力が空気の重さ（重力）なんで、地上からの高さによってかわります。
したがって、地上からの高さが同じところでは圧力は方向に関係無く一定になります。
頭の先とつま先にかかる圧力は厳密に言えば異なります。

お礼

ありがとうございます。うろ覚えでごっちゃになっていたようです。はっきり整理することができました。

回答No.6

tukuzo

物理的な説明は、省略します。圧力が、簡単にイメージできる私が、考えた方法を書いてみます。
まず、お風呂に入る。お風呂の中で、タオルを濡らし、空気を包むようにタオルの風船を作ります。（公共のお風呂じゃやっちゃだめですよ。）それをゆっくり湯船に入れます。そうすると細かい空気の泡が出てきます。しばらくすると空気の泡が出なくなります。しかし、もう少し深いところに沈めるとまた、泡が出てきます。この現象を圧力・重量の関係で考えられたらなんとなくイメージできませんか？水圧＝大気圧（正確にいうと違いますが）

回答No.5

ita-roo

圧力＝平面にかかるたくさんの分子の力、とすればわかりやすいでしょうか。
重力一方向にしか働きませんが、流体（液体・気体）の分子はそれぞれが3次元全ての方向に運動しています。押しつぶされると、分子の量は同じで体積が減るわけですから、単位面積（あるいは単位時間）にあたる分子の数や速度が増加します。圧力とはこういうものだと思いますが、何分素人なので間違いがあったらごめんなさい。

最後のご質問は、「圧力はほぼ同じ」が正解だと思います。

水中に物体を沈めると浮力が働きますが、この浮力の正体は「全方向から水圧がかかるが、なかでも下方向からの圧力が大きいために、結果的に上向きに働く力」なわけです。

回答No.4

e33

1.5Lペットボトルに水を入れる
底に小さな孔をあける
→水が出る

下から0.1cmの側面にも小さい孔を空ける
→水がでる

1.5Lのペットボトルを地球。水は大気と同じです。
つまり横方向(立ってる人から見て正面から背中の方向)にも圧力は存在します
このペットボトルを地球規模まで大きくすれば
高さが数メートル違うくらいでは
(縦方向と横方向の)圧力はほとんど同じとみなしてよいと思います

回答No.3

gorisuke

圧力はすべての方向に均一にかかるんじゃないですか。

例えば、風船を膨らませますよね。
その風船が普通の丸い均一なものだとします。

空気を吹き込んで、風船が膨らむわけですが、
風船はある方向にだけ膨らんだりしないで、すべて方向に膨らみます。風船の内側の面に空気の力が均一に伝わるということです。

それと同じで、例えば人が空気の底（地面）にいるとします。その時、周りの空気は人（風船の例の風船の内側の面にあたる）に対して均一に力を加えます。その時、力の方向は関係ありません。上にも下にも斜めにも力は加わります。

その時の力が強いか弱いかが圧力です。

ここからはあまり自信がないですが、力はおそらく相手の物体に対して垂直に働くんじゃないですか。

風船の例で言えば風船は丸いのでそれがいろんな方向へ向くということです。

回答No.2

yumomonori

同じだと思います。考え方を変えて、もしコップにかかる力が底面とそれに限りなく近い側面とで異なる場合があると考えます。すると、水風船に水を入れた時、風船にかかる力が方向によって違うのなら風船は丸く膨らまず、歪んだ形になるはずです。（水の場合は比重が比較的大きいので重力の影響で多少歪んでしまいますが）風船に空気を入れた場合も同様です。特に外力を加えない限り、風船はどの方向にも均一に膨らむはずです。だから圧力はどの方向にも均一に働くはずです。拙い背理法ですいません。原理だから数学的な証明はできないと思います。

回答No.1

kotaedesu1

圧力と　重力を　ごっちゃにされているように
思いますが。