使い方
- 公式を選びます:面積にはたらく力:p = F ÷ A、または深さの流体:p = ρgh。
- わかっている値を入力します(例:力 Fに500、面積 Aに100 cm²)。求める欄だけを正確に1つ空けます(例:圧力 p)。
- 求めた値を読み、続いて同じ圧力をほかの単位での各単位の値を確認します。
2つの公式
圧力は、単位面積当たりの力です。面積Aに広がった力Fは p = F ÷ A を与え、SI単位はパスカル(Pa)で、これは1平方メートル当たり1ニュートンです。静止した液体では、圧力は深さとともに増えます。p = ρgh です。ここで、ρは液体の密度、g = 9.80665 m/s²は標準重力加速度、hは水面からの深さです。
p = F ÷ A (1 Pa = 1 N/m²)
p = ρ × g × h (静水圧、ゲージ圧)
p_absolute = p_gauge + p_air
- 同じ力でも面積が半分になると圧力は2倍になります。そのため、先の尖った釘や刃物は、より切れやすくなります。
- 水の中では、深さ1 mごとに圧力は約9.8 kPa増え、約10.3 mの水で1気圧になります。
単位と換算係数
表は結果を換算します。バールと標準気圧は、パスカルの決まった倍数です。psiはポンド重とインチから定まり、水銀柱ミリメートルは水銀の密度によって定義されます。各係数は、1単位当たりのパスカルの数です。
| 単位 | 1単位のPa | 決まり方 |
|---|---|---|
| パスカル(Pa) | 1 | SI単位、1平方メートル当たり1ニュートン |
| キロパスカル(kPa) | 1,000 | 1000パスカル |
| バール | 100,000 | 正確に:1バール = 100,000 Pa |
| 標準気圧(atm) | 101,325 | 第10回国際度量衡総会(1954年)により正確に定義 |
| ポンド毎平方インチ(psi) | 6,894.757 | 0.45359237 kg × 9.80665 m/s² ÷ (0.0254 m)² |
| 水銀柱ミリメートル(mmHg) | 133.3224 | 13,595.1 kg/m³ × 9.80665 m/s² × 1 mm、定義により正確 |
このツールが含まないもの
- 流れている流体の圧力。例えば風や配管の中の水の動圧で、これは静圧に½ρv²を加えたものです。
- 気体。その圧力は気体の法則によって温度と体積に依存し、深さの式は当てはまりません。
- 深いところでの液体の圧縮。そこでは密度が変わります。公式は深さ全体に1つの密度を使います。
実例:100 cm²にはたらく500 Nと、10 mの水深
100 cm²(0.01 m²)にはたらく500 Nの力は、p = 500 ÷ 0.01 = 50,000 Pa を与えます。これは50 kPa、0.5 bar、0.4935 atm、7.252 psi、375 mmHg です。
10 mの淡水(ρ = 1000 kg/m³)は、p = 1000 × 9.80665 × 10 = 98,066.5 Pa を与えます。これは水面の大気圧を超えて98.07 kPaです。
| 単位 | 50,000 Pa は |
|---|---|
| Pa | 50,000 |
| kPa | 50 |
| bar | 0.5 |
| atm | 0.4935 |
| psi | 7.252 |
| mmHg | 375 |
よくある質問
PaとkPaの違いは何ですか?
同じ種類の単位で、kは1000を意味する接頭語です。1 kPaは1000 Paです。大気圧は約101.3 kPa、つまり101,325 Paです。
10 mの水は何気圧ですか?
約1気圧です。10 mの淡水は大気圧に98.07 kPaを加えます。これは標準気圧101.325 kPaに近い値です。ちょうど1気圧になる深さは10.33 mです。
psiとmmHgが、パスカルの正確な倍数でないのはなぜですか?
psiはポンドとインチから定義され、パスカルでの値は6894.757という桁の多い数です。水銀柱ミリメートルは水銀の密度から定義されるため、1 mmHgは133.322387415 Paです。どちらも定義により正確です。
ゲージ圧とはどういう意味ですか?
周囲の空気を基準に測った圧力です。公式 p = ρgh はゲージ圧を与えます。タイヤの空気圧計もゲージ圧を示すため、ゲージで220 kPaは絶対圧で約320 kPaです。
圧力は負になることがありますか?
はい。部分真空のように、圧力は大気圧より低くなることがあります。計算ツールは、入力された場合にだけ負の圧力を受け付けます。力、面積、密度、深さは負にできません。
切れ味の良いナイフが、よく切れるのはなぜですか?
同じ力が小さい面積にはたらくと、圧力は大きくなります。面積が半分になると圧力は2倍になります。刃先は非常に薄いため、わずかな力で材料の強さを超える圧力になります。
出典
- Wikipedia(英語): Pressure (p = F/A, hydrostatic p = ρgh)
- Wikipedia(英語): Bar (unit), 1 bar = 100 000 Pa
- Wikipedia(英語): Standard atmosphere (unit), 101 325 Pa
- Wikipedia(英語): Pound per square inch (psi)
- Wikipedia(英語): Millimetre of mercury (133.322387415 Pa)
数値と文章の最終確認日:2026年11月10日火曜日。