マノメーターはどのように機能しますか？

天気をチェックするとき、あなたがほとんどの人のようであるならば、あなたが最も興味を持っているのはあなたの服を決定するものです：かどうか ある種の降水量は、屋外での露出中に空から落ちる可能性があります。気温はどのくらいですか。 風が強い。

あなたが住んでいる場所と時期によっては、親戚を確認することもできます（時には恐れを持って） 湿度レベル、あなたが高い場合に続く可能性が高い発汗のために十分に水分補給されていることを確認するために 読書。

ほとんどの人は、大気圧（通常は気圧と呼ばれます）の現象を認識しています。これは、標準機能として言及されていることを聞いているためです。 天気予報の、しかしほとんどの人々は関係が何であるか、そしてなぜ空気が圧力変化を経験するのかを調査することまでは得られません すべて。 風は水平に吹くのではなく、圧力は一種の「押す」として上から測定されますか？

圧力 は、考えられるほぼすべての物理プロセスに適用される物理学の量です。 それは力に関係します F エリアへ A 多くのコンテキストで、次のように最も単純な形式で数学的に表現および定義されます。 P = F / A. 流体力学の分野で特に重要な役割を果たします。 （流体は液体または気体の状態の物質で構成されています。）あなたの周りの大気は流体であり、あなたやあなたが思っているよりもはるかに多くの圧力をかけます。

正式には、圧力はの広がりの影響の測定値です 力 （標準の国際測定システムではニュートンまたはNで測定）実際のまたは数学的に定義された表面（平方メートルまたはmで測定）²). 力（重力や自分自身など）が作用して移動する物理的な問題にすでに遭遇している可能性があります 質量のあるオブジェクトですが、圧力は、実際にはの希釈または濃度を表すという点で異なります。 力。

• それぞれがボリュームのある2つの異なるソリッドボックスを想像してみてください V 10メートルの³ （立方メートル）そして密度のある均一な固体材料で満たされている ρ

  水の半分、または0.5 kg / L、または（500 kg / m³). 1つの箱は長さ1m、幅1 m、高さ10 mで、もう1つの箱は長さ2.5 m、幅2.5 m、高さ1.6mです。 どちらのボックスもその位置から回転させないでください。 古代のように見える近くのプラットフォームを確認したい場合

  たぶん...だろう サポート どちらか ボックスですが、これを確認するために2つのうち1つしか選択できませんでした。どちらを選択しますか？
  オブジェクトの体積と密度が同じであるため、オブジェクトの質量は同じです（ρ= m / V、したがってm =ρV=（500 kg / m）³）（10 m³）= 5,000kg。 地球の表面の重力による加速度が9.8m / sであるとすると²したがって、各ボックスの力（または重量）は（5,000 kg）（9.8 m / s2）= 49,000Nです。
  ただし、これらのそれぞれの質量が分布している領域を比較してください。最初のボックスの底辺（長さ×幅）は1m×1m = 1mです。²、もう一方のボックスの底辺は2.5×2.5 = 6.25 m². 圧力は力を面積で割ったものに等しいため、2番目のボックスとして機能するベース面積の6分の1未満の狭いボックスが作用します。 6.25倍の圧力 そのパートナーがするようにプラットフォーム上で。 したがって、壊れそうなプラットフォームが最初のボックスをサポートできる場合は、2番目のボックスも持ち上げることができれば、2番目のボックスも保持できるはずです。

上記の例では、最初のボックスが置かれている表面の最初のボックスの圧力は（49,000 N）/（1 m²）そして2番目のそれは（49,000 N）（6.25 m²). したがって、標準システムの圧力の単位はN / mです。²、より一般的にはパスカル（Pa）と呼ばれます。 これは現実の世界では非常に少量であることがわかっているため、キロパスカル（kPa）がはるかに一般的に使用されます。

ザ・ 地球の表面の大気圧は約です101,325 Pa、または 101.3 kPa. しかし、人間が圧力を決定する手段のために、他の多くのユニットが日常的に使用されています。 1つは トル、水銀柱ミリメートル（mm Hg）とも呼ばれます。 （なぜこの金属が選ばれたのかについてのあなたの好奇心はすぐに満たされるでしょう。） 101.3 kPaは、参照用に1 atmとも呼ばれ、この規格では760トルに相当します。 1インチ= 25.4 mmなので、760 mm Hg =（760 / 25.4）= 29.92水銀柱インチ. 最後に、1ミリバール= 0.001 atmであるため、ミリバール単位の大気圧= 1,013mbarです。

最後に、1平方インチあたりのポンド（psiまたはlb / in）はどうでしょうか。²）通常、米国でタイヤの空気圧を測定するために使用されますか？ lbとkgの間、およびinとmの間の変換を呼び出した後、101.3 kPa = 14.7 lb / inであることを示すことができます。². 推奨される最小車のタイヤ空気圧がわずか約30psiであることを考えると、これは、空気の「無視できる」重量、したがって圧力に関する直感について何を示唆していますか？

A 真空計 は、一端または両端が開いた「U」字型の容器を使用して空気圧を測定する装置です。 密閉型真空計では、ガスのサンプルが一方の端に導入され、次にキャップが付けられます。 次に、既知の密度の流体がもう一方の端に注がれます。 キャップと流体の間に閉じ込められたガスの圧力と圧力が その側の液柱の底は、空気の圧力に開いた液柱の圧力を加えたものと一致します 側。

開放側の液体の高さは より高い 空気圧がガス圧よりも低い場合、その側で 下 空気圧がガス圧を超えたときの開放側。 この高さの差を使用して、ガス圧を計算できます。

円筒管の場合、P = F / A = mg / A、m =ρV、V = Ahであるため（つまり、体積=面積×高さ）、 流体の垂直柱によって生成される圧力がρghであることを示すことができます。ここで、h =高さ メートル。 この圧力は、ガス圧と大気圧の正または負の差を表します。

• おとこ-は「手」を意味する単語のラテン語の語根であり、「操作する」の由来でもあります。 非言語言語に限定されている場合、圧力の概念を伝える簡単な方法の1つは、手を使って他の人の手を優しく押すことです。
  

• A バロメーター 大気圧を測定するために特別に使用される圧力計の一種です。
  

• 医療現場で血圧を測定するために使用される手動装置は、 血圧計、と 血圧計-大まかに「スクイーズ」に翻訳します。 これは、カフを腕に対して一定の高さまで膨らませる必要があるためです。 上記 それを適切に測定するための体圧; 彼らはそうするために文字通りあなたの腕を絞らなければなりません。

大気圧は一定ではなく、気温やその他の地球物理学的量と同じように、通常の範囲内で変化します。 それ自体は別の議論ですが、この圧力は差し迫った天候の信頼できる指標です。 いつ 低圧システム エリアに入ると、結果は通常、雲、風、降水量になりますが、 高圧システム 通常、晴天で穏やかな天気になります。 （分かった？ 「高圧」は「落ち着いた」で終わる... 物理学の奇抜な世界でのみ！）