【理科のコツ】圧力・水圧・気圧
圧力・水圧・気圧
圧力・水圧・気圧とは?──「力÷面積」の感覚から理解する物理入門
「圧力って力と何が違うの?」「気圧や水圧って、どうやってイメージすればいい?」──
そんな疑問を、式(圧力=力÷面積)と身近なたとえで整理していきます。
この記事では、しゅん吉先生の動画解説をもとに、圧力・気圧・水圧の基本と
「面積が広いと圧力が小さく感じる」感覚をセットでまとめました。最後にクイズもあるので、
入試レベルまで一気にチェックしていきましょう。
※動画では、圧力・水圧・気圧のイメージと公式を、身近なたとえを使って解説しています。
圧力と力の違い──「どれだけ」「どのくらいの面積で」
力の単位と圧力の単位
まずは、「力」と「圧力」は別物であることをはっきり区別しましょう。
- 力:ものを押したり引いたりする「ぐいっ」の大きさ。N(ニュートン)で表す。
- 圧力:その力が、どれくらいの面積にかかっているかまで含めた量。Pa(パスカル)で表す。
圧力の式とイメージ
圧力は、次の式で定義されます。
圧力 = 力 ÷ 面積
(単位: 1 Pa = 1 N/m²)
分数で見ると難しく感じますが、イメージはとてもシンプルです。
- 同じ力でも、面積が狭いほど「グサッ」と食い込む → 圧力が大きい
- 同じ力でも、面積が広いほど「ふわっと」分散 → 圧力が小さい
先生のたとえで言うと、
1人だけでお説教を受けるより、5人兄弟で一緒に怒られた方が「1人あたりの圧力」は軽く感じる……というイメージです。
受験理科専門塾「しゅん吉クエスト」の『物理攻略講座』:「公式覚えれば終わり」ではありません。感覚的理解は点数に直結します
気圧・大気圧──「空気の重さ」による圧力
私たちは、常に空気の重さによって押されています。この空気による圧力を
大気圧(気圧)といいます。
- 手のひらの上には、実は約10kg分の空気の重さが乗っているイメージ。
- しかし、上下左右あらゆる方向から空気に押されているため、ふだんは押されている実感がありません。
- これを先生は、「プラマイゼロの状態」と説明しています。
気圧は、物理だけでなく地学(天気)の単元でも登場します。
「等圧線」「高気圧・低気圧」などの用語とセットで、入試で頻出の重要キーワードです。
水圧──水の重さによる圧力
水の中に潜ると、体全体が水からぐっと押される感覚があります。これが水圧です。
- 水圧:水によって加えられる圧力。
- 深く潜るほど、上からの水の量(重さ)が増える → 水圧は大きくなる。
- 水槽の側面に穴を開けると、深いところの穴ほど水が勢いよく飛び出すことで確かめられる。
実験や映像で、穴の高さと水の勢いをセットで見ておくと、入試問題でもイメージしやすくなります。
圧力と面積の関係──「同じ力でも感じ方が違う」
圧力の式 「圧力=力÷面積」から分かるように、
面積が広いか狭いかで圧力の大きさは大きく変わります。
- 面積が広い → 力が分散 → 圧力は小さく感じる
- 面積が狭い → 力が集中 → 圧力は大きく感じる
ハイヒールのかかと・画びょうの針先・雪に沈みにくいスノーシューなど、
日常の例を思い出しながら「面積と圧力」の関係を押さえておきましょう。
圧力・水圧・気圧のポイントまとめ
| ポイント | 内容 |
|---|---|
| 圧力とは? |
・力を面積で割った値。 ・単位はPa(パスカル)。 ・計算式:圧力 = 力 ÷ 面積 ・1 Pa = 1 N/m² と表せる。 |
| 気圧(大気圧) |
・空気による圧力。 ・手の上には約10kg分の空気が乗っているイメージ。 ・上下左右から押されていて、プラマイゼロのためふだんは感じにくい。 |
| 水圧 |
・水中で水から受ける圧力。 ・深くなるほど水圧は大きくなる。 ・水槽の深い位置の穴ほど、水が勢いよく飛び出す現象で体感できる。 |
| 圧力と面積の関係 |
・面積が広いほど、圧力は小さく感じる。 ・面積が狭いほど、圧力は大きく感じる。 |
| 応用分野 |
・気圧は地学(天気)の単元でも登場。 ・実験や身近な例と結びつけると、体感的に理解しやすくなる。 ・物理分野の他、地学分野の入試問題でも頻出。 |
クイズでチェック!圧力・水圧・気圧
学んだ内容をクイズで確認してみましょう。
「正解を見る」ボタンを押すと答えが表示され、ボタンは消えます。
| 問題 | 選択肢 | 正解を見る |
|---|---|---|
| 1. 圧力の単位は? |
A. N(ニュートン) B. Pa(パスカル) C. kg D. m² |
|
| 2. 圧力の計算式として正しいものは? |
A. 力 × 面積 B. 力 ÷ 面積 C. 面積 ÷ 力 D. 面積 × 体積 |
|
| 3. 気圧とは何による圧力ですか? |
A. 水 B. 空気 C. 重力 D. 温度 |
|
| 4. 深い水中で水圧はどうなりますか? |
A. 減少する B. 増加する C. 変わらない D. 温度に依存する |
|
| 5. 面積が広いほど圧力はどうなりますか? |
A. 増加する B. 減少する C. 変わらない D. 面積と無関係 |
|
| 6. 1平方メートルあたりの力を表す物理量は? |
A. 力 B. 圧力 C. 重量 D. エネルギー |
|
| 7. 水圧が発生する主な理由は? |
A. 水の重さ B. 空気の密度 C. 重力の減少 D. 温度変化 |
|
| 8. 気圧の単位は何ですか? |
A. ニュートン B. パスカル C. グラム D. キログラム |
|
| 9. 気圧と水圧の主な違いは? |
A. 液体か気体か B. 温度の影響 C. 力の方向 D. 体積の変化 |
|
| 10. 特に「気圧」が多く出題される分野は? |
A. 化学 B. 生物学 C. 地学(天気) D. 数学 |
まとめ──「式+イメージ」で圧力を味方にする
圧力・水圧・気圧の単元は、公式を覚えるだけでは点数が伸びにくいところです。
だからこそ、
- 圧力=力÷面積という式を、身近な例でイメージし直す
- 気圧は空気、水圧は水の重さというシンプルな本質をおさえる
- 地学(天気)と物理の両方で出てくることを意識して復習する
この3点を意識すると、計算問題だけでなく文章問題や実験問題にも強くなるはずです。
ぜひ動画とセットで、何度も確認してみてください。
物理が「公式丸暗記」になっているなら、一度立ち止まってみませんか?
圧力・浮力・力学的エネルギーなど、イメージが大事な単元は、
図やたとえ話を通して「なぜそうなるのか」を理解すると、一気に得点源になります。
受験理科専門塾「しゅん吉クエスト」では、中学受験の物理分野をゼロから言語化し、
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