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・こんにちは、今回は圧力について説明いたします。
 圧力とは、力がある面全体に加わるとき、
 面の単位面積に垂直に加わる力の大きさのことです。

 ちょっとわかりにくいと思うのでわかりやすく説明します。
圧力2

 図を見てください。
 密閉された箱の中に水が入っています。
 その状態で、上からふたをして、完全に密閉した状態で、
 ふたを押し下げていきます。
 このとき、水には上から押した力が
 圧力となり水面全体に加わります。

 このときに注意してほしいのは、圧力は水面全体に
 等しくかかることです。
 たとえば、この状態で、ふたをどんどん押し下げていっても、
 水の右側だけが圧力がかかりつぶれるということはありませんよね。
 圧力はすべての面に均等に力がかかります。
 
 このときには、水面だけではなく、
 容器全体全方向に力がかかっています。
 風船に空気をどんどん入れると、
 風船全体が等しく膨らむので、
 一部分が突出して膨らむことはないということです。
 
 次に圧力の公式を表します。

 圧力=力÷面積
 圧力の単位はPa(パスカル)
 力の単位はN(ニュートン)
 面積は㎡

 すなわち1Paは1Nの力を1㎡で受け止めている状態となります。
 式に直すと
 1Pa=1N÷1㎡→1N/㎡となります。

 非常に小さな力となるため、
 自動車関係では1Paの100倍の1kPa(キロパスカル)や
 100万倍の1MPa(メガパスカル)などを用います。

 例題を解いてみましょう。
圧力1

 上記の油圧式ブレーキについて、
 マスタ・シリンダの内径が200mmの場合、
 マスタ・シリンダのピストンを600kPaの力で押すと
 (ブレーキペダルを蹴ってマスタ・シリンダに600kPaの圧力がかかった)
 ホイール・シリンダのピストンには
 何Nの力が発生しますか?
 ただし、円周率は3.14として計算します。

 基本は圧力=力÷面積です。
 まずは単位を直してみましょう
 圧力はPaなのでkPaをPに変換します。
 600kPa→600000Paとなります。
 次に面積は㎡となります。
 なので、mmをmに変換します。
 200mm→20cm→0.2mとなります。

 次にマスタ・シリンダの面積を求めます。
 円の面積は半径×半径×3.14です。
 これを当てはめると
 0.1m×0.1m×3.14=0.0314㎡
 になります。
 
 圧力=力÷面積
 この公式に数値を当てはめます。
 600000=力÷0.0314となるので
 力=600000×0.0314で答えが18840Nとなります。
 ホイール・シリンダには
 18840Nの力がかかるということになるのです。

 圧力の場合は、単位を間違えないように
 注意して計算しましょう。
 以上で圧力の計算は終了となります。
 お疲れさまでした。

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