圧力の計算(求め方・公式と途中式)
中学理科の圧力の問題を、g→N・cm²→m² の直し方から途中式つきで解けます。
直方体の面の比べ、大気圧・水圧・浮力、練習問題と印刷できるプリントも。
圧力を計算する
面を垂直に押す力(重さ)と、力がはたらく面積から圧力を求めます。圧力と面積から力を、力と圧力から面積を求める(逆算)こともできます。
圧力:1000 Pa
- 面を垂直に押す力
- 12 N
- 力がはたらく面積
- 0.012 m²
- 圧力
- 1000 Pa
- 同じ圧力
- 1000 N/m²・10 hPa
途中式
- 100 g の物体にはたらく重力を 1 N とするので、1200 g ÷ 100 = 12 N
- 8 cm = 0.08 m、15 cm = 0.15 m なので、面積は 0.08 m × 0.15 m = 0.012 m²(8 cm × 15 cm = 120 cm²、120 cm² ÷ 10000 = 0.012 m² としても同じ)
- 圧力〔Pa〕= 面を垂直に押す力〔N〕÷ 力がはたらく面積〔m²〕= 12 N ÷ 0.012 m² = 1000 Pa
- 1000 Pa = 1000 N/m² = 10 hPa
面A=縦×横の面、面B=横×高さの面、面C=縦×高さの面です。
圧力がいちばん大きいのは面A(6000 Pa)、いちばん小さいのは面B(1200 Pa)
| 下にする面 | 辺 | 面積〔cm²〕 | 面積〔m²〕 | 圧力〔Pa〕 | 比べ |
|---|---|---|---|---|---|
| 面A | 縦×横(4 cm × 10 cm) | 40 | 0.004 | 6000 | いちばん大きい |
| 面B | 横×高さ(10 cm × 20 cm) | 200 | 0.02 | 1200 | いちばん小さい |
| 面C | 縦×高さ(4 cm × 20 cm) | 80 | 0.008 | 3000 |
図のへこみの深さは、圧力に比例させて描いています(実際のへこみ方は、スポンジなどの材料で違います)。
途中式
- 100 g の物体にはたらく重力を 1 N とするので、2400 g ÷ 100 = 24 N
- 面A(縦×横):4 cm × 10 cm = 40 cm²、40 cm² ÷ 10000 = 0.004 m²、圧力 = 24 N ÷ 0.004 m² = 6000 Pa
- 面B(横×高さ):10 cm × 20 cm = 200 cm²、200 cm² ÷ 10000 = 0.02 m²、圧力 = 24 N ÷ 0.02 m² = 1200 Pa
- 面C(縦×高さ):4 cm × 20 cm = 80 cm²、80 cm² ÷ 10000 = 0.008 m²、圧力 = 24 N ÷ 0.008 m² = 3000 Pa
- 同じ力なら、面積が小さいほど圧力は大きい。面積がいちばん小さいのは面A(40 cm²)、いちばん大きいのは面B(200 cm²)
1013 hPa = 101300 Pa
- ヘクトパスカル
- 1013 hPa
- パスカル
- 101300 Pa
- ニュートン毎平方メートル
- 101300 N/m²
- 1気圧(1013 hPa)との比
- 約 1.00 倍
途中式
- 1 hPa = 100 Pa なので、1013 hPa × 100 = 101300 Pa(= 101300 N/m²)
大気圧は、上からだけでなく、あらゆる向きから面を押しています。海面と同じ高さの大気圧の平均は約1013 hPa(1気圧)です。
教科書の本文では、水圧は「深いほど大きい」「あらゆる向きからはたらく」ことを学び、水深から水圧の大きさを計算する問題は発展として扱います。ここでは、底面積1 cm²の水の柱の重さで考えます。
水圧:5000 Pa
- 水深
- 50 cm
- 水圧
- 5000 Pa
- 水圧(hPa)
- 50 hPa
- 水圧(N/cm²)
- 0.5 N/cm²
途中式
- 水深 50 cm の点の上にある、底面積 1 cm² の水の柱を考えます
- 水の柱の体積は 1 cm² × 50 cm = 50 cm³、水 1 cm³ の質量は 1 g なので、質量は 50 g
- 100 g の物体にはたらく重力を 1 N とするので、50 g ÷ 100 = 0.5 N
- 1 cm² = 0.0001 m² なので、水圧 = 0.5 N ÷ 0.0001 m² = 5000 Pa
- (水深 1 cm ごとに 100 Pa 大きくなります)
水は 1 cm³ の質量が 1 g として計算しています(海水では少し大きくなります)。ここでの水圧は水の重さによる圧力だけで、水面を押している大気圧は足していません。
浮力:0.6 N
- 空気中の値
- 2 N
- 水中の値
- 1.4 N
- 浮力
- 0.6 N
途中式
- 浮力 = 空気中の値 − 水中の値 = 2 N − 1.4 N = 0.6 N
浮力は、物体の下の面にはたらく水圧が上の面にはたらく水圧より大きいために生じる、上向きの力です。物体全体が水中にあれば、浮力の大きさは深さに関係しません。
練習問題
質量 1500 g の物体を、50 cm² の面を下にして水平な床に置きました。床が受ける圧力は何 Pa ですか。ただし、100 g の物体にはたらく重力を 1 N とします。
解き方を見る
- 100 g の物体にはたらく重力を 1 N とするので、1500 g ÷ 100 = 15 N
- 1 m² = 100 cm × 100 cm = 10000 cm² なので、50 cm² ÷ 10000 = 0.005 m²
- 圧力〔Pa〕= 面を垂直に押す力〔N〕÷ 力がはたらく面積〔m²〕= 15 N ÷ 0.005 m² = 3000 Pa
- 3000 Pa = 3000 N/m² = 30 hPa
- 答え:3000 Pa
問題はこのサイトで作ったもので、上の「重力の約束」に合わせて作ります。
問題プリント(A4・問題用と解答用)
圧力の計算問題を10問、A4 の1枚に印刷します。問題用には問題と答えの欄を、解答用には答えと解き方の要点を印刷します。プリント番号が同じなら同じ問題です。
- 水深 80 cm の点での水圧は何 Pa ですか。水 1 cm³ の質量を 1 g とします。ただし、100 g の物体にはたらく重力を 1 N とします。
- 縦 10 cm、横 12 cm、高さ 3 cm、質量 800 g の直方体があります。面A(縦×横)・面B(横×高さ)・面C(縦×高さ)のうち、下にして床に置いたときに床が受ける圧力がいちばん大きくなるのはどの面ですか。ただし、100 g の物体にはたらく重力を 1 N とします。
- ばねばかりにつるした物体は、空気中で 3 N を示し、物体全体を水中に入れると 2.6 N を示しました。物体にはたらく浮力は何 N ですか。
- 12 N の力で面を垂直に押したところ、圧力は 2000 Pa でした。力がはたらいている面積は何 cm² ですか。
- 質量 6 kg の物体を、縦 2 cm、横 8 cm の面を下にして置きました。下の面が受ける圧力は何 Pa ですか。ただし、100 g の物体にはたらく重力を 1 N とします。
- 2 m² の面に 3000 Pa の圧力がはたらいています。この面全体を垂直に押す力は何 N ですか。
- 大気圧が 1013 hPa のとき、面積 1 cm² の面を大気が垂直に押す力は何 N ですか。
- 質量 1500 g の物体を、100 cm² の面を下にして水平な床に置きました。床が受ける圧力は何 Pa ですか。ただし、100 g の物体にはたらく重力を 1 N とします。
- 質量 6000 g の物体を、200 cm² の面を下にして水平な床に置きました。床が受ける圧力は何 Pa ですか。ただし、100 g の物体にはたらく重力を 1 N とします。
- 0.01 m² の面に 500 Pa の圧力がはたらいています。この面全体を垂直に押す力は何 N ですか。
圧力の計算ツールについて
中学理科で習う圧力の計算を、途中式つきで確かめられるツールです。面を垂直に押す力(重さ)と、力がはたらく面積から圧力〔Pa〕を求め、圧力と面積から力を、力と圧力から面積を求める逆算もできます。質量を g や kg で、面積を cm² や縦×横の cm で入れると、N(ニュートン)と m²(平方メートル)への直し方から1行ずつ途中式を示します。
直方体のどの面を下にすると圧力がいちばん大きくなるか(小さくなるか)を、3つの面の面積・圧力とスポンジのへこみの図で比べられます。大気圧(hPa と Pa の換算・大気圧が面を押す力)のほか、中学3年で習う水圧(水深から)と浮力(ばねばかりの値の差から)も計算できます。
重さの約束は、中学の教科書と同じ「100 g の物体にはたらく重力を 1 N」が既定で、「1 kg あたり 9.8 N」にも切り替えられます。答えの丸め方も、問題の指示に合わせて選べます。練習問題と、A4 の問題プリント(問題用・解答用)も使えます。入れた数字はこのページの中だけで計算し、保存も送信もしません。登録は要りません。
使い方
計算するものを選ぶ
「圧力・力・面積」「直方体の置き方」「大気圧」「水圧」「浮力」から選びます。「圧力・力・面積」では、求めるもの(圧力・力・面積)も選びます。問題に「100 gの物体にはたらく重力を1 Nとする」とあれば、重力の約束はそのままで使えます。
問題の数字と単位を入れる
力は N・g・kg、面積は m²・cm²・縦×横(cm か m)から、問題に書かれている単位を選んで数字を入れます。単位を N や m² に直す必要はありません。
答えと途中式を確かめる
答えと途中式がすぐに出ます。g→N、cm²→m² の直し方と、どの式で計算したかを確かめましょう。下の練習問題やプリントで、同じ型の問題を解いてみることもできます。
圧力の公式と求め方
例は「100 g の物体にはたらく重力を 1 N」の約束で計算したものです。
| 求めるもの | 式 | 例 |
|---|---|---|
| 圧力 | 圧力〔Pa〕= 面を垂直に押す力〔N〕÷ 力がはたらく面積〔m²〕 | 1200 g の物体が 120 cm² の面を押す → 1200 ÷ 100 = 12 N、120 ÷ 10000 = 0.012 m²、12 ÷ 0.012 = 1000 Pa |
| 力(重さ) | 力〔N〕= 圧力〔Pa〕× 面積〔m²〕 | 2500 Pa・0.04 m² → 2500 × 0.04 = 100 N(10000 g = 10 kg の物体の重さ) |
| 面積 | 面積〔m²〕= 力〔N〕÷ 圧力〔Pa〕 | 30 N・1500 Pa → 30 ÷ 1500 = 0.02 m²(200 cm²) |
| g を N に | 力〔N〕= 質量〔g〕÷ 100 | 450 g → 4.5 N。2.5 kg = 2500 g → 25 N |
| cm² を m² に | 面積〔m²〕= 面積〔cm²〕÷ 10000 | 250 cm² → 0.025 m²。縦 5 cm・横 20 cm → 0.05 m × 0.2 m = 0.01 m² |
| hPa を Pa に | 圧力〔Pa〕= 圧力〔hPa〕× 100 | 1013 hPa → 101300 Pa |
| 大気圧が面を押す力 | 力〔N〕= 大気圧〔Pa〕× 面積〔m²〕 | 1013 hPa が 1 cm² を押す → 101300 × 0.0001 = 10.13 N(1013 g の物体の重さと同じ) |
| 水圧(中3・発展) | 水圧〔Pa〕= 水深〔cm〕× 100 | 水深 30 cm → 1 cm² の上の水 30 g = 0.3 N、0.3 ÷ 0.0001 = 3000 Pa |
| 浮力(中3) | 浮力〔N〕= 空気中でのばねばかりの値 − 水中での値 | 空気中 2 N・水中 1.4 N → 2 − 1.4 = 0.6 N |
同じ力なら、面積が小さいほど圧力は大きくなります。同じ面積なら、力が大きいほど圧力は大きくなります。
圧力の単位(Pa・N/m²・hPa)と単位の直し方
圧力の単位はパスカル(記号 Pa)です。1 Pa は、1 m² の面を垂直に 1 N の力で押すときの圧力で、ニュートン毎平方メートル(N/m²)と同じです(1 Pa = 1 N/m²)。天気で使う気圧(大気圧)は、ヘクトパスカル(記号 hPa)で表します。1 hPa = 100 Pa です。
力の単位はニュートン(記号 N)です。中学の理科では「100 g の物体にはたらく重力の大きさを 1 N」として計算するので、質量の g を 100 で割ると N になります(600 g → 6 N)。kg のときは、先に g に直してから 100 で割ります(3 kg = 3000 g → 30 N)。実際の重力は 100 g でおよそ 0.98 N(1 kg あたり 9.8 N)で、高校の物理ではこの値を使います。
面積は m² に直してから計算します。1 m = 100 cm なので、1 m² = 100 cm × 100 cm = 10000 cm² です。cm² の面積は 10000 で割ると m² になります(30 cm² → 0.003 m²)。縦と横が cm で書かれているときは、先に m に直してからかけても(4 cm × 6 cm → 0.04 m × 0.06 m = 0.0024 m²)、cm² で出してから 10000 で割っても(24 cm² → 0.0024 m²)、同じ答えになります。
単位を直し忘れると、答えが 100 倍や 10000 倍ずれます。このツールの途中式では、直した後の数と単位を1行ずつ書くので、どこで直したかを確かめられます。
直方体のどの面を下にすると圧力が大きい?
同じ直方体なら、どの面を下にしても、面を押す力(直方体の重さ)は同じです。圧力は 力 ÷ 面積 なので、面積がいちばん小さい面を下にしたときに圧力はいちばん大きく、面積がいちばん大きい面を下にしたときにいちばん小さくなります。
たとえば、重さ 800 g(8 N)で 3 辺が 5 cm・8 cm・10 cm の直方体では、5 cm × 8 cm の面(40 cm²)を下にすると 2000 Pa、8 cm × 10 cm の面(80 cm²)では 1000 Pa、5 cm × 10 cm の面(50 cm²)では 1600 Pa です。面積が半分になると、圧力は 2 倍になります。
スポンジの上に置くと、圧力が大きいほど深くへこみます。このツールの図は、へこみの深さを圧力に比例させて描いています。
大気圧・水圧・浮力の求め方
大気圧(中学2年):地球をとりまく空気の重さによる圧力を大気圧(気圧)といいます。海面と同じ高さの大気圧の平均は約 1013 hPa(101300 Pa)で、これを 1 気圧といいます。1 cm² の面には約 10 N(1 kg の物体の重さとほぼ同じ)の力がはたらいていることになります。大気圧は、上からだけでなくあらゆる向きから面を押しています。
水圧(中学3年):水の重さによる圧力を水圧といいます。水圧は深いほど大きく、あらゆる向きから面に垂直にはたらきます。教科書の本文ではこの性質を学び、水深から水圧の大きさを計算するのは発展です。底面積 1 cm² の水の柱で考えると、水深 1 cm ごとに水が 1 g ずつ増えるので、「100 g の物体にはたらく重力を 1 N」とすると、水深 1 cm で 100 Pa、1 m で 10000 Pa、10 m で 100000 Pa(1000 hPa)になります。水深 10 m の水圧は、海面の大気圧とほぼ同じです。
浮力(中学3年):水中の物体にはたらく上向きの力を浮力といいます。ばねばかりにつるした物体を水に入れると、ばねばかりの値が小さくなります。その差が浮力の大きさです(浮力 = 空気中でのばねばかりの値 − 水中での値)。物体の下の面にはたらく水圧のほうが上の面より大きいために生じる力で、物体全体が水中にあれば、浮力の大きさは深さに関係しません。
以前の学習指導要領(平成20年告示)では、圧力・水圧・浮力は中学1年で学んでいました。今は、圧力と大気圧は中学2年、水圧と浮力は中学3年です。
用語集
- 圧力
- 面を垂直に押す力の、1 m²(単位面積)あたりの大きさ。圧力〔Pa〕= 力〔N〕÷ 面積〔m²〕。
- パスカル(Pa)
- 圧力の単位。1 Pa は 1 m² の面を 1 N の力で垂直に押すときの圧力です。
- ニュートン毎平方メートル(N/m²)
- 圧力の単位。1 N/m² = 1 Pa です。
- ヘクトパスカル(hPa)
- 気圧(大気圧)を表すときに使う単位。1 hPa = 100 Pa。h(ヘクト)は 100 倍を表します。
- ニュートン(N)
- 力の大きさの単位。中学の理科では、100 g の物体にはたらく重力の大きさを 1 N とします。
- 重力
- 地球が物体を地球の中心に向かって引く力。物体の重さは、物体にはたらく重力の大きさです。
- 大気圧(気圧)
- 空気の重さによる圧力。海面と同じ高さでは平均約 1013 hPa です。
- 1気圧
- 海面と同じ高さの大気圧の平均の大きさ。約 1013 hPa(101300 Pa)。
- 水圧
- 水の重さによる圧力。深いほど大きく、あらゆる向きからはたらきます。
- 浮力
- 水中の物体にはたらく上向きの力。空気中と水中でのばねばかりの値の差で求めます。
よくある質問
- Q. 圧力は何年生で習いますか?
- 今の中学校の理科では、圧力と大気圧は中学2年の天気(気象)の単元で、水圧と浮力は中学3年の運動とエネルギーの単元で習います。以前の学習指導要領では、圧力・水圧・浮力は中学1年でした。東京書籍の令和7年度版の年間指導計画では、圧力と大気圧は10月の終わりから11月の初めの位置にあります。
- Q. g(グラム)を N(ニュートン)に直すには?
- 中学の理科では「100 g の物体にはたらく重力を 1 N」とするので、g を 100 で割ります(600 g → 6 N)。kg のときは、1000 をかけて g に直してから 100 で割ります(3 kg → 3000 g → 30 N)。このツールは、g や kg のまま入れると、直し方を途中式に書きます。
- Q. cm² を m² に直すには?
- 1 m² = 10000 cm² なので、cm² の数を 10000 で割ります(150 cm² → 0.015 m²)。縦と横が cm のときは、それぞれを m に直してからかけても同じです(4 cm × 6 cm → 0.04 m × 0.06 m = 0.0024 m²)。
- Q. Pa(パスカル)と N/m²、hPa はどう違いますか?
- Pa と N/m² は同じ大きさです(1 Pa = 1 N/m²)。hPa(ヘクトパスカル)は 100 Pa のことで、天気の気圧に使います。1013 hPa は 101300 Pa です。
- Q. 直方体のどの面を下にすると、圧力がいちばん大きくなりますか?
- 面積がいちばん小さい面を下にしたときです。どの面を下にしても重さ(力)は同じなので、圧力は面積に反比例します。「直方体の置き方」に重さと3辺を入れると、3つの面の圧力を比べられます。
- Q. 力や面積を求める問題(逆算)はどうしますか?
- 圧力の式を変形します。力〔N〕= 圧力〔Pa〕× 面積〔m²〕、面積〔m²〕= 力〔N〕÷ 圧力〔Pa〕です。「圧力・力・面積」で求めるものを「力」か「面積」にすると、途中式つきで計算します。力から物体の質量(g)も出します。
- Q. 「1 kg の物体にはたらく重力を 9.8 N」に切り替えると、何が変わりますか?
- g や kg から N に直すところが変わります。たとえば 1200 g は、100 g = 1 N では 12 N、9.8 N/kg では 11.76 N です。中学の問題は、ふつう「100 g = 1 N」で計算します。問題文に 9.8 N と書いてあるときや、高校の物理で使うときに切り替えてください。
- Q. 答えが割り切れないときは、どう答えますか?
- 問題の指示に合わせて、「答えの丸め」で整数・小数第1位・小数第2位を選んでください。指示が無いときは「割り切れればそのまま」で、割り切れないときは小数第3位まで(それより下は切り捨てて「…」)を出します。途中式には、丸める前の値も書きます。
- Q. 大気圧が 1 cm² の面を押す力はどれくらいですか?
- 1013 hPa(101300 Pa)の大気圧なら、1 cm² = 0.0001 m² なので、101300 × 0.0001 = 10.13 N です。「100 g = 1 N」の約束では、1013 g(約 1 kg)の物体の重さと同じです。「大気圧」の「大気圧が面を押す力」で、面積を変えて計算できます。
- Q. 水圧はどうやって求めますか?
- 中学の教科書の本文では、水圧が深いほど大きいことを学び、計算は発展です。底面積 1 cm² の水の柱で考えると、水深 h cm の水の質量は h g なので、「100 g = 1 N」なら水圧は h × 100 Pa です(水深 30 cm で 3000 Pa)。「水圧」に水深を入れると、途中式つきで計算します。
- Q. 浮力はどうやって求めますか?
- 空気中でばねばかりが示す値から、物体を水中に入れたときの値を引きます(2 N − 1.4 N = 0.6 N)。「浮力」に2つの値を入れると計算します。ばねばかりが g の目盛りのときは、g の差を N に直します。
- Q. 入れた数字は保存されますか?
- いいえ。入れた数字は、このページの中だけで計算に使い、保存も送信もしません。
活用シーン
宿題・テストの答え合わせ
問題の数字を単位のまま入れて、圧力・力・面積を途中式つきで確かめられます。
単位の直し方の練習
g→N、cm²→m²、hPa→Pa の直し方を、自分の数字で1行ずつ確認できます。
授業の例題・プリントづくり
直方体の面の比べやへこみの図を見せたり、問題プリントを問題用・解答用で印刷したりできます。
身近な圧力を考える
自分の体重と靴の裏の面積を入れると、立っているときに床を押す圧力を計算できます。
出典と確認日
学年と単元・重力の約束・式と単位・面積の直し方・学ぶ時期は、次の資料で確かめました(確認日 2026-11-05)。資料の文や図・問題は転載していません。図・練習問題・プリントはこのサイトで作ったものです。
- 文部科学省『中学校学習指導要領(平成29年告示)解説 理科編』 https://www.mext.go.jp/content/20260730-mxt_kyoiku01-100002608_05.pdf
- 学校図書『中学校科学2』令和7年度版 Web 版(2年 p.198〜201 圧力と大気圧) https://r7-kagaku.gakuto-plus.jp/2-4/1-1/2p200/
- 学校図書『中学校科学1』令和7年度版 Web 版(1年 p.132 重力と力の大きさの表し方) https://r7-kagaku.gakuto-plus.jp/1-3/3-1/1p132/
- 学校図書『中学校科学3』令和7年度版 Web 版(3年 p.10〜15 水圧と浮力、p.242 資料) https://r7-kagaku.gakuto-plus.jp/3-1/1-1/3p010/
- 大日本図書「学習のまとめWEBテスト 2年 単元4 気象のしくみと天気の変化」問4(2025) https://cc.dainippon-tosho.co.jp/js/2025/contents/cbt1_b4/index_4.html
- 教育出版「理科計算ドリル⑤ 圧力」解答(第2学年 単元3) https://www.kyoiku-shuppan.co.jp/textbook/chuu/rika/files/R3_drill_p_05-2_answer.pdf
- 教育出版「理科計算ドリル⑫ 単位」解答(第2学年) https://www.kyoiku-shuppan.co.jp/textbook/chuu/rika/files/R3_drill_p_12-1_answer.pdf
- 東京書籍「令和7年度版『新編 新しい科学』年間指導計画 第2学年」 https://ten.tokyo-shoseki.co.jp/text/chu/rika/download/documents/R7rika_rough_plan2.pdf?20250326
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