📂物理学

流体の圧力

定義

流体が単位面積当たりに作用する力を圧力^pressureと言う。$F$を力、$A$を力が作用する面積、$P$を圧力としよう。そうすると,

$$P=\dfrac{F}{A} [\mathrm{N/m^{2}}]$$

説明

圧力の単位は平方メートル当たりのニュートン$\mathrm{N/m^{2}}$で、これをパスカル^pascalと言い、$\mathrm{Pa}$と表示する。

$$1 \mathrm{Pa} = 1 \mathrm{N/m^{2}}$$

圧力の特徴はまさに流体に接触した全ての物体の表面に垂直に作用するということだ。

導出

ある流体が面積$A$に力をかけているとしよう。その時、面積$A$が広がれば、その流体がかける合計の力も大きくなる。面積に触れる水（あるいは酸素）分子が多くなると考えれば理解しやすいだろう。流体に接触する面積が広いほど、合計の力も大きくなり、比例関係にあると言える。

$$F \propto A$$

比例定数を使って表せば,

$$F=CA$$

この時の力と面積の比例定数$C$をまさに圧力と言う。

$$P=\dfrac{F}{A}$$