こんにちは！この記事を書いているKenだよ。ポスト、最高。
中学理科ではいろんな力を勉強していくよね？
水の中ではたらく力とか、バネにはたらく弾性力とか、物体に働く重力とかがあったはずだ。
今日は、もう一歩踏み込んで、
空気中ではたらく力
について勉強していこう。
中でも、
大気圧（たいきあつ）
ってやつを詳しくみていくよ。
まず大気圧とは何かをみていこう。
大気圧とは、
空気中ではたらく圧力のこと
だ。
じつは、空気中にある全ての物体は、空気によって四方八方から圧力を受けているんだ。
空気中にあるものすべてに働いている圧力だから、机の上の消しゴムも大気圧を受けてるし、
もちろん、この記事を読んでいる君の顔も大気圧を受けているわけだ。
たとえばわかりやすい例として、ここに1つの缶ジュースがあったとしよう。
もちろん、この缶ジュースも空気中にある限り、大気圧を受けてるはず。
で、この缶ジュースから一気に中身の空気を抜いてしまったとしよう。
このとき、この缶ジュースは大気圧によって潰されてしまうんだ。
なぜなら、缶ジュースを中から支えていた空気がなくなっちゃって大気圧が0になる。すると、缶の外の空気による大気圧が釣り合わなくなっちゃうわけさ。
大気圧っていうのは普段は意識しづらいけど、確かに空気中にある全てのものにはたらいている圧力なんだ。
じゃあ大気圧はなぜあるんだろう？？
その理由は、
空気の重さにあるよ。
空気は目に見えなくて重さなんてないように見えるけど、じつはちゃんと質量を持ってるんだ。
地球の大気を、海面から上空の空気があるところまで全部足してみよう。
この足した部分の面積を1m²だとすると、その全部足したと時の重さはなんと、
約100,000N（正式には101,325N）
になるんだ。
1N（ニュートン）は100gの物体に働く重力と等しかったから、実質、
1m²あたり10,000,000gの物体の重力と同じぐらい力がかかってるはずなんだ。
10,000,000gは10,000kgのことで、さらに上の単位で現すと、
10トン
ってことになる。
1m²あたり10トンの物体がのっているのと同じ力が大気の重さにあるなんて信じられないぜ！
大気圧は空気の重さが原因ってことがわかった。
上に行けば行くほど、のしかかってくる空気の量が少なくなるから、大気圧が小さくなるんだ。
たとえば、海で泳いでいる時に受ける大気圧と、富士山に登った時の大気圧を比べると、圧倒的に富士山に登った方が大気圧は小さい。
なぜなら、富士山の高度は高いから、上にある空気の量が少なくなるからね。
富士山に地上で購入したポテトチップスを持って行くと、袋が膨らんでしまうのはこのためだ。
ポテトチップスの袋の中の空気（地上のもの）の大気圧の方が、富士山頂上の大気圧より大きいからね。
1大気圧は、1m²あたり約100,000N（正式には101,325N）の力がかかってるんだったよね？
これを圧力の単位に直してやると、
100,000 [Pa（パスカル）]
になるね。
「パスカル」という単位をちょっと復習しておくと、
１パスカルは1m²あたりにはたらく１Nのこと
だったね。
※ 圧力を忘れかけているときは「圧力の求め方」を読んでみてね。
でも天気予報をきいてると、大気圧の単位は、
ヘクトパスカル [hPa]
であることに気づかない？
たとえば台風のニュースなんかで、
中心の気圧は９７０ヘクトパスカル 最大風速は３０メートル、 最大瞬間風速は４０メートルが予想されます。
なんて感じで登場しているよね。
これはどういう単位なのかというと、
1hPa（ヘクトパスカル）= 100Pa
のこと。100パスカルが集まれば1ヘクトパスカルに進化できるわけだ。
じゃあなぜ気象情報でヘクトパスカルを使うようになったのか？？
これはちょっと話が長くなるけどまとめておこう。
昔々、気象業界では大気圧の単位でバール（bar）というものを用いていて、
1大気圧= 1 bar
という単位だったんだ。
ただ、気象情報で使う大気圧としてはbarだとデカすぎるから、それを1000分の1をしたミリバール[mbar]というものを使っていた。
ただ、1990年ぐらいになると、この大気圧の単位を世界で共通している単位（SI単位系）に統一しようとしたわけ。
もともと大気圧の単位で使っていたbarの代わりに、世界共通のPa（パスカル）を使うことにしたんだ。
パスカルの場合、
1大気圧＝100,000 [Pa（パスカル）]
だったね。
でも、パスカルを使い始めると、もともと大気圧の単位でミリバールに慣れていた人々が混乱しちゃう。
だから、１ミリバールの単位と同じ数値感で大気圧を語れるように、ヘクトパスカルを使い始めたのさ。
1大気圧＝1,000mbar
だったから、ヘクトパスカルを使えばパスカルでもちょうど、
1気圧＝1,000hPa
という感じで、ミリバールに単位の大きさをうまく合わせることができたんだ。
ということで、もともと使っていたミリバールという単位に数値感を合わせるために、ヘクトパスカルを使うようになったんだとさ。
以上が中学理科で習う大気圧だったね。
最後に復習しておこう。
大気圧とは、
空気中のすべての物体にはたらく圧力のこと
で、
大気圧は空気の重さが要因となって生じているんだ。
大気圧の単位はパスカルを使うけど、特に気象業界ではヘクトパスカル（100パスカルのこと）を使う慣習があるよ。
テスト前によーく復習しておこう。
以上で中1理科の力の単元は終了。
次はマグマとか岩石について勉強して行こう！
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事をかいているKenだよ。四分音符、だね。
中1理科ではいろんな力を勉強してきたよね？？
その中でも今日は、
水中ではたらく力
を勉強していこう。
中学理科のテストに出やすいキーワードは、
の2つ。
まずは水圧だ。
水圧とは、
水中ではたらく圧力のこと
で、水中にある全ての物体はこの水圧というやつをうけているんだ。
たとえば、もし柔らかい風船を水中に深く沈めたとすると、風船はただじゃ帰らせてもらえない。
水圧という圧力を受けてしまうことになり、
もしかしたら割れてしまうかもしれない。
この水圧について押さえておくべきなのは次の4つのポイントだ。
まず、
なぜ水圧が発生するのか？？
ということを押さえておこう。
水圧というやつは、
水の中にある物体より上にある水の重力が原因で発生しているんだ。
水圧の要因は、水中の物体よりも上にある水の重力ということがわかった。
それがゆえに、
物体が深くにあればあるほど水圧が大きくなるんだ。
なぜなら、物体よりも上にある水の量が増えるからね。
たとえば、水深10mよりも、50mにある物体の方が受けている水圧が大きいってことね。
しかも、水圧は1方向から受ける圧力じゃない。
物体はあらゆる方向から圧力を受けることになるんだ。
右も左も上も下も右斜め上も、左下斜めも・・・ね。
深ければ深いほど水圧は大きくなるんだったよね？？
ってことは、
物体の上面よりも下面の方が大きい水圧を受けていることになるはずだ。
なぜなら、
物体の上面よりも下面の方が深いところにあるからね。
たとえば、缶ジュースを水の中に沈めたとしたよう。
この時、缶底の方が、プルタブとかある飲み口よりも水圧を受けていることになるわけね。
続いては「浮力」だ。
浮力とは、
水中にある物体が上向きに受ける力のこと
だね。
たとえば、ピンポン球を沈めたシチュエーションを想像してみて。
ピンポン球はずっと水中にいられなくて、水上に浮上してきちゃうでしょ？？
これはピンポン球が浮力を受けているからなんだ。
それじゃあ、この浮力というやつはなぜ発生するんだろうね？
これはズバリ、
水中の物体に働く上面と下面の水圧の差
だ。
さっき水圧を勉強した時に、
物体の上面よりも下面の方が大きな水圧を受けている
って習ったよね。
つまり、水中の物体には、上からの水圧が押し負けるような下からの水圧が働いているわけだ。
この水中の物体の水圧の差が浮力の正体だね。
ってことは、浮力は物体の形とか大きさによって異なるはず。
たとえば、横にむちゃくちゃ長い物体だったら、水圧の差が働く面積が広くなるから、その分、水圧の差の合計の浮力も大きくなるはず。
また、縦にむちゃくちゃ長い物体だったら、そもそも上面と下面の深さの差が大きくなるから、水圧の差が大きくなるはず。よって浮力も大きくなる。
これらのことをまとめると、
物体の体積が大きくなればなるほど浮力が大きくなる
ってことになるね。
じゃあ浮力の大きさはどれくらいなんだろうね？？
これはアルキメデスという人がだいぶ昔に発見して知られているアルキメデスの定理というやつなんだけど、
浮力の大きさは、水中の物体が押しのけている水の重力
なんだ。
たとえば、100cm³のサイコロを水に沈めたとしよう。
このサイコロが受ける浮力は、サイコロが押しのけてしまった100cm³の水に働く重力に等しいってことだね。
経験でなんとなくわかってると思うけど、
水中の物体は浮かんでくる奴もいれば、沈む奴もいるよね？
たとえば、ピンポン球を水中に沈めてもうかんできちゃう。
だけど、鉄の玉を水中に沈めたら浮かび上がってことない。
二つとも浮力を受けているはずなのにこれはどうしてなんだろうね？？
じつは、浮かび上がるか上がらないかは、
水中の物体に働く重力が浮力よりも大きいかどうか
によって決まってくるんだ。
もし、物体に働く重力が浮力よりも小さいときは、浮かび上がってきちゃう。
逆に、物体に働く重力が浮力よりも大きいときは、沈みっぱなしだ。
つまり、
水の密度よりも小さい密度を持つ物体は浮力で浮かんできちゃって、
水の密度よりも大きい密度を持つ物体は沈みっぱなしなんだ。
同じ体積で見た時に、水の方が重ければ（水の密度よりも小さい）、浮力が大きくて浮かび上がって、その逆はまあそういうことなのだ。
密度を忘れちゃったら密度の求め方を復習してみてね。
以上が水圧と浮力についての基礎だったね。
最後に忘れないうちに復習しておこう。
水圧とは、
水中ではたらく圧力のこと
で、水中の物体は四方八方から水圧を受けていて、深ければ深い位置にある物体ほど水圧が大きい。
浮力とは、
水中にある物体の上面と下面にかかる水圧の差によって生じる力のことで、
水中の物体の体積が大きければ大きいほど浮力は大きいんだ。
水圧・圧力をマスターしたら今度は空気中ではたらく「大気圧」を勉強していこう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いているKenだよ。タイカレーで復活だね。
中学理科では力について勉強していくんだけど、まず覚えなきゃいけないのが、
力の種類
だ。
「身のまわりにはどんな力の種類があってどのようなはたらきをしているのか？」
これを押さえておけばテストでビビることはないね。
中学理科で勉強する力の種類は次の6つだ。
まずは垂直抗力（すいちょくこうりょく）という力だ。
これはどういう力かというと、
静止している物体が、接している面から受ける垂直で上向きの力のこと
だね。
たとえば、消しゴムが机の上で静止していたとしよう。
この消しゴムは、机を垂直に上から押しているよね？
こんな感じで力が働いてるはずだ。
しかし、だよ？
こんなに消しゴムから机に対して押す力が働いているのに、机は変形しないし、沈まないし、くぼまない。
なぜなら、
消しゴムの力に対して逆向きで大きさが同じ力が働いているからなんだ。
この机が消しゴムを押し返す力のことを「垂直抗力」と呼んでいるよ。
2つ目の力は「重力（じゅうりょく）」だ。
重力とは、地球に乗っかってる全てのものが地球から受ける力のことで、地球の中心に向かって力が働いているんだ。
丸い地球の上にのっかっっていても、地球の上に立っていられるのが重力のおかげ。地球がぼくらを真ん中に引っ張ってくれているわけさ。
ボールを放したら地面に落ちるのも重力の仕業で、地面が地球の中心方向にボールを引っ張ってるからなのさ。
3つ目の力は「弾性力（だんせいりょく）」だ。
これは、
変形した物体が元の形に戻ろうとするときに働く力だね。
たとえば、バネ、あるでしょ？
あれを引っ張ってやると、引っ張った方向に伸びるよね？
しかし、このときバネも黙っちゃいない。
引っ張った向きとは逆向きにバネから引っ張られるはずなんだ。
このバネが元に戻ろうとする力のことを「弾性力」というよ。
お次は摩擦力（まさつりょく）だ。
これは2つの物体が接している時、接触している面に働く平行な力のことだね。
たとえば、机に乗っかってる消しゴムを動かしてやると、動かした逆向きに摩擦力が働くよ。
摩擦力は物体の滑らかさとかの環境によって大きさが異なるよ。
ツルツルの机で消しゴムを移動させれば摩擦力が小さいし、ゴリゴリの机でやれば摩擦力が大きい。
ちなみに、摩擦力は止まっているものを動かす時の摩擦力と、動いているものが受ける摩擦力の2種類があるんだけど、大きさでいうと、止まっているものを動かす時の摩擦力の方が大きいんだ。
だから、重たいものを押して運ぶときは動き始めが一番きついってわけね。
磁石にも力が働いているよ。
磁石にはN極とS極の2種類があったよね？
同じ種類の極同士を近づけると、反発し合う力が働いて、
違う種類の極同士を近づけると、引き合う力が働くんだ。
これを磁石の力（磁力）と呼んでいるよ。
じつは、電気にも力があるよ。
電気には、磁石と同じように、
という2種類いるんだ。
そう。御察しの通り、
同じ種類の電気だと反発し合う力が働いて、
違う種類の電気だと引き付け合う力が働くのさ。
以上が中学理科で勉強する力の種類だよ。
の6つを覚えておけば、なんとかなるんじゃないかな。
覚えるときに大切なのはその力を身近な具体例と結びつけること。
イラストと一緒に覚えてみよう！
「力の種類がしっくりきた！」
ってなったら次は力の単位（ニュートン）を勉強してみよう。
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事をかいてるKenだよ。ダーツ、始めたね。
中学理科の「身のまわりの現象」では、
とかを勉強してきたけど、もう１つ勉強する現象があるんだ。
それは、
力
だ。
でも「力」と言ってもイマイチピンとこないよね？
感覚的にはわかってはいるけど、実際に力が何か説明しろって言われてると困る。
今日はこの記事で、
「一体、力にはどういうはたらきがあるのか？」
をみていくことで、力の正体を掴んでいこう。
中学理科で勉強する力のはたらきには、次の3つのものがあるよ。
今回は、この「力のはたらき」をカラーボールを使って解説していこう。
まずは、力のはたらきのうち、
物体の形を変える
ってやつだ。
カラーボールをムギュッと握るシーンを想像してほしい。
このように握力全開でカラーボールを握ってみると、カラーボールがへこむよね？
ちょうど指のあたりに食い込む感じで。
この時、カラーボールの形に注目すると、元の形から変形してしまってると思うんだ。
こんな感じで「力を及ぼしたものの形を変形させる」というはたらきが力にはあるよ。
次は、
物体の運動の状態を変える
っていう力のはたらきだ。
物体の運動の状態を変えるとは、
静止している物体を動かしたり、動いてる物体を止めること
だね。
またまたカラーボールを想像してくれ。
完全にとまっているカラーボールがあるとしよう。
こいつを少し蹴ってみる。
すると、蹴った方向に動き出すよね？
つまり、力を加えたことにより、ボールの運動の状態が、
静止→動く
というように変化しているんだ。
これが力のはたらきの2つ目の「物体の運動の状態を変える」ってやつね。
最後の力のはたらきは、
物体を支える
ってやつだ。
これは文字どおり、どういうことかいうと、力を使うことで何かなんでもいいから支えるってわけだ。
例えばさっきのカラーボール。
こいつを手のひらにひょこっと載せてみよう。
うまく載せてやればカラーボールは手の上で静止するはずだ。君の手は、カラーボールを支えてることになる。
もし、手をうっかり放してしまえば、カラーボールは地面に落下していき痛い思いをするだろう。
こんな感じで、力を働かせることでとある物体を支えることもできるんだ。
以上が中学理科で勉強する力のはたらきだよ。
この3つさえ覚えておけば問題ないね。
力のはたらきを覚えると、力の正体がうっすらとわかってくるはずだ。
次は中学理科で勉強する「力の種類」を勉強していこう。
そんじゃねー
Ken
