接触面積を変えたときの圧力を考える
七つの架空の測定で、力、接触面積、平均の圧力を比べる14問と、根拠を書く六つの課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年「理科」の圧力を考える補助教材。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校理科第2分野(4)ア(ア)㋐「気象要素」のうち、圧力と力の大きさ・面積の関係を考える補助教材です。
解説を読む
同じ力でスポンジを押しても、触れる面積によってへこみ方が変わります。面に垂直にかかる力を接触面積で割った平均の圧力を使い、力と面積を一つずつ変えて比べましょう。
必要な予備知識
割り算と比を使います。1 m²は10 000 cm²、1 Paは1 N/m²です。
- 圧力を求めるときは、面に垂直にかかる力を接触面積で割る。
- Nとm²を使うと、結果をPaで表せる。
- 面積の効果を調べるときは、力と押される側の条件をそろえる。
- 平均の圧力が同じでも、材質などが違えばへこみ方まで同じとはいえない。
解き方の例
接触面積0.010 m²に垂直に10 Nがかかると、平均の圧力は10 ÷ 0.010 = 1000 Paです。
よくある間違い
- 力と面積を掛けて圧力を求める。
- cm²で表した値を、そのままm²の値として割る。
- 押す力と面積が同時に変わった記録から、面積の効果だけを取り出す。
観察と考え方を講師と確かめる
選択では式、単位と比較の条件を確かめます。記述では値と単位を示し、計算や観察からどこまで言えるかを講師と確認します。
面に垂直にかかる力から平均の圧力を求めます。接触面の中で力がどのように分布するかや、材質ごとのへこみの深さは求めません。
読む文章・資料
同じ力で二つの面を押す
同じスポンジに、板Aまたは板Bを当てます。板Aの接触面積は0.010 m²、板Bは0.020 m²です。どちらもスポンジの面に垂直に20 Nがかかります。
同じ面に違う力がかかる
同じ板を同じスポンジに当てたまま、面に垂直にかかる力を変えます。接触面積は0.020 m²です。実験Cでは12 N、実験Dでは24 Nがかかりました。
平方センチメートルの記録
板の接触面積が50 cm²で、その面に垂直に15 Nがかかります。圧力をPaで記録するため、まず面積をm²に直します。1 m²は10 000 cm²です。
力と面積が一緒に変わる
作例Eでは、接触面積0.010 m²の面に垂直に8 Nがかかります。作例Fでは、接触面積0.020 m²の面に垂直に16 Nがかかります。
変える条件を一つにする
接触面積だけがスポンジのへこみに及ぼす影響を調べます。条件1は同じスポンジの10 cm²に10 N、条件2は20 cm²に10 N、条件3は20 cm²に20 Nがかかります。どの力も面に垂直です。
異なる二種類のスポンジ
同じ平らな板を、種類の異なるスポンジGとHに一枚ずつ押し当てました。どちらも接触面積0.010 m²に垂直に6 Nがかかります。へこみの深さは、まだ測っていません。
同じ圧力に合わせる
基準の板は、接触面積0.010 m²に垂直に6 Nがかかります。別の板は接触面積0.020 m²で、基準と同じ平均の圧力になるように垂直にかける力を決めます。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：同じ力で二つの面を押す
板Aの平均の圧力はどれですか。
- 200 Pa
- 2000 Pa
- 20 000 Pa
答えと解説
2000 Pa
20 Nを0.010 m²で割ります。
資料：同じ力で二つの面を押す
板Aの平均の圧力は板Bの何倍ですか。
- 2倍
- 0.5倍
- 1倍
答えと解説
2倍
力が同じで接触面積が半分なので、圧力は二倍です。
資料：同じ面に違う力がかかる
平均の圧力が大きいのはどちらですか。
- C
- どちらも600 Pa
- D
答えと解説
D
接触面積を変えずに、面に垂直にかかる力を大きくしたDを選びます。
資料：同じ面に違う力がかかる
CからDで、平均の圧力はどう変わりましたか。
- 半分になった。
- 二倍になった。
- 四倍になった。
答えと解説
二倍になった。
同じ面積で力が12 Nから24 Nになりました。
資料：平方センチメートルの記録
接触面積をm²で表すとどれですか。
- 0.050 m²
- 0.50 m²
- 0.0050 m²
答えと解説
0.0050 m²
50を10 000で割ると、m²での値になります。
資料：平方センチメートルの記録
この板の下にかかる平均の圧力はどれですか。
- 3000 Pa
- 300 Pa
- 30 000 Pa
答えと解説
3000 Pa
15 Nを0.0050 m²で割ります。
資料：力と面積が一緒に変わる
EとFの平均の圧力を比べるとどうなりますか。
- EとFは等しい。
- Eの方が大きい。
- Fの方が大きい。
答えと解説
EとFは等しい。
8 ÷ 0.010と16 ÷ 0.020はいずれも800です。
資料：力と面積が一緒に変わる
その比較の理由として合うものはどれですか。
- Fでは力が二倍で、接触面積はEの半分になる。
- Fでは力と接触面積がともにEと同じである。
- Fでは力と接触面積がともにEの二倍になる。
答えと解説
Fでは力と接触面積がともにEの二倍になる。
割られる力と割る面積を同じ割合で増やすと、商は同じです。
資料：変える条件を一つにする
接触面積の影響を比べるのに適した組はどれですか。
- 条件2と条件3
- 条件1と条件2
- 条件1と条件3
答えと解説
条件1と条件2
条件1と2では、力を10 Nにそろえて面積を変えています。
資料：変える条件を一つにする
条件2と条件3を比べると、何を変えた影響が分かりますか。
- 接触面積
- 押す力
- スポンジの種類
答えと解説
押す力
条件2と3は接触面積が20 cm²で、力は10 Nと20 Nです。
資料：異なる二種類のスポンジ
GとHの平均の圧力を比べた説明はどれですか。
- スポンジの種類が異なるので、Gの方が大きい。
- 面積が同じでも、Hの方が大きい。
- 力も面積も等しいので、圧力は等しい。
答えと解説
力も面積も等しいので、圧力は等しい。
同じ6 Nを同じ0.010 m²で割ります。
資料：異なる二種類のスポンジ
GとHのへこみの深さについて、記録から何が言えますか。
- 同じ深さか調べるには、それぞれの深さを測る必要がある。
- 圧力が同じなので、深さも同じと記録できる。
- 接触面積が同じなので、GはHの二倍へこむ。
答えと解説
同じ深さか調べるには、それぞれの深さを測る必要がある。
種類の異なるスポンジの変形を、平均の圧力だけから決めません。
資料：同じ圧力に合わせる
基準の板の平均の圧力はどれですか。
- 60 Pa
- 6 Pa
- 600 Pa
答えと解説
600 Pa
6 Nを0.010 m²で割ると600 Paです。
資料：同じ圧力に合わせる
別の板に垂直にかける力はどれですか。
- 3 N
- 12 N
- 6 N
答えと解説
12 N
同じ圧力600 Paにするには、600 N/m²に0.020 m²を掛けます。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：同じ力で二つの面を押す
板Aと板Bの平均の圧力を求め、差が生まれた理由を説明しましょう。
答えと解説
板Aは20 ÷ 0.010 = 2000 Pa、板Bは20 ÷ 0.020 = 1000 Paです。同じ20 Nでも、板Aでは半分の面積にかかるため、圧力が二倍です。
力をそろえ、面積の違いを見ます。
- 20 Nをそれぞれの面積で割り、Aは2000 Pa、Bは1000 Paと示す。
- 同じ力でAの面積はBの半分なので、Aの圧力は二倍だと説明する。
資料：同じ面に違う力がかかる
CとDの平均の圧力を求め、何を変えたために差が生じたか説明しましょう。
答えと解説
Cは12 ÷ 0.020 = 600 Pa、Dは24 ÷ 0.020 = 1200 Paです。面積は同じで、Dで力を二倍にしたため、圧力も二倍になりました。
二つの計算で割る面積は同じです。
- 面積0.020 m²を使い、Cは600 Pa、Dは1200 Paと示す。
- 面積を同じにして力を二倍にすると、圧力も二倍になると示す。
資料：平方センチメートルの記録
圧力をPaで求めるため、面積を直すところから式を書きましょう。
答えと解説
50 cm²は50 ÷ 10 000 = 0.0050 m²です。15 Nを0.0050 m²で割って、3000 Paです。
長さの換算と面積の換算では割る数が違います。
- 50 cm²を0.0050 m²に直す。
- 15 Nを換算後の面積で割り、3000 Paと示す。
資料：力と面積が一緒に変わる
EとFで力の大きさが違うのに圧力が等しい理由を、式または比を使って説明しましょう。
答えと解説
EもFも力を面積で割ると800 Paです。FはEの二倍の力が二倍の面積にかかるため、単位面積当たりの力は同じです。
力だけで圧力の大小を決めません。
- EとFの圧力が等しく、どちらも800 Paだと示す。
- 二つの式か、力と面積がともに二倍という比で、等しい根拠を示す。
資料：変える条件を一つにする
面積だけの影響を比べる組を選び、変える条件とそろえる条件を説明しましょう。
答えと解説
条件1と2を使い、接触面積を10 cm²から20 cm²に変えます。押す力は10 N、押される側は同じスポンジにそろえて、へこみ方を観察します。
一つだけ条件を変えると、観察した差と結び付けやすくなります。
- 条件1と2を選び、変えるのは10 cm²と20 cm²の接触面積だと示す。
- 押す力を10 N、押される側を同じスポンジにそろえると示す。
資料：異なる二種類のスポンジ
「圧力が等しいのでへこみの深さも等しい」という予想を、どこまで確かめられたか説明しましょう。
答えと解説
力と接触面積が同じなので、平均の圧力はどちらも600 Paです。スポンジの種類が異なるため、へこみの深さまで同じかは、実際に測って確かめます。
求めた量と、これから観察する量を区別します。
- 同じ力と接触面積から、平均の圧力はどちらも600 Paと示す。
- スポンジが違うため、へこみの深さが等しいかは観察して確かめると示す。
ワークシート
学習内容と参考資料
日本の学習指導要領
中学校理科第2分野(4)ア(ア)㋐「気象要素」のうち、圧力と力の大きさ・面積の関係を考える補助教材です。 · 2026-11-08
学習内容と参考資料文部科学省 · 冊子92–93ページ。気圧の学習に向け、スポンジなどを使った実験で、力の大きさと接触面積を圧力に関連付ける。
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 接触面積を変えたときの圧力を考える
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/compare-pressure-when-contact-area-changes/
選択では式、単位と比較の条件を確かめます。記述では値と単位を示し、計算や観察からどこまで言えるかを講師と確認します。
読む文章・資料
同じ力で二つの面を押す
同じスポンジに、板Aまたは板Bを当てます。板Aの接触面積は0.010 m²、板Bは0.020 m²です。どちらもスポンジの面に垂直に20 Nがかかります。
同じ面に違う力がかかる
同じ板を同じスポンジに当てたまま、面に垂直にかかる力を変えます。接触面積は0.020 m²です。実験Cでは12 N、実験Dでは24 Nがかかりました。
平方センチメートルの記録
板の接触面積が50 cm²で、その面に垂直に15 Nがかかります。圧力をPaで記録するため、まず面積をm²に直します。1 m²は10 000 cm²です。
力と面積が一緒に変わる
作例Eでは、接触面積0.010 m²の面に垂直に8 Nがかかります。作例Fでは、接触面積0.020 m²の面に垂直に16 Nがかかります。
変える条件を一つにする
接触面積だけがスポンジのへこみに及ぼす影響を調べます。条件1は同じスポンジの10 cm²に10 N、条件2は20 cm²に10 N、条件3は20 cm²に20 Nがかかります。どの力も面に垂直です。
異なる二種類のスポンジ
同じ平らな板を、種類の異なるスポンジGとHに一枚ずつ押し当てました。どちらも接触面積0.010 m²に垂直に6 Nがかかります。へこみの深さは、まだ測っていません。
同じ圧力に合わせる
基準の板は、接触面積0.010 m²に垂直に6 Nがかかります。別の板は接触面積0.020 m²で、基準と同じ平均の圧力になるように垂直にかける力を決めます。
資料：同じ力で二つの面を押す
板Aの平均の圧力はどれですか。
- 200 Pa
- 2000 Pa
- 20 000 Pa
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ力で二つの面を押す
板Aの平均の圧力は板Bの何倍ですか。
- 2倍
- 0.5倍
- 1倍
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ面に違う力がかかる
平均の圧力が大きいのはどちらですか。
- C
- どちらも600 Pa
- D
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ面に違う力がかかる
CからDで、平均の圧力はどう変わりましたか。
- 半分になった。
- 二倍になった。
- 四倍になった。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：平方センチメートルの記録
接触面積をm²で表すとどれですか。
- 0.050 m²
- 0.50 m²
- 0.0050 m²
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：平方センチメートルの記録
この板の下にかかる平均の圧力はどれですか。
- 3000 Pa
- 300 Pa
- 30 000 Pa
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：力と面積が一緒に変わる
EとFの平均の圧力を比べるとどうなりますか。
- EとFは等しい。
- Eの方が大きい。
- Fの方が大きい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：力と面積が一緒に変わる
その比較の理由として合うものはどれですか。
- Fでは力が二倍で、接触面積はEの半分になる。
- Fでは力と接触面積がともにEと同じである。
- Fでは力と接触面積がともにEの二倍になる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：変える条件を一つにする
接触面積の影響を比べるのに適した組はどれですか。
- 条件2と条件3
- 条件1と条件2
- 条件1と条件3
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：変える条件を一つにする
条件2と条件3を比べると、何を変えた影響が分かりますか。
- 接触面積
- 押す力
- スポンジの種類
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：異なる二種類のスポンジ
GとHの平均の圧力を比べた説明はどれですか。
- スポンジの種類が異なるので、Gの方が大きい。
- 面積が同じでも、Hの方が大きい。
- 力も面積も等しいので、圧力は等しい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：異なる二種類のスポンジ
GとHのへこみの深さについて、記録から何が言えますか。
- 同じ深さか調べるには、それぞれの深さを測る必要がある。
- 圧力が同じなので、深さも同じと記録できる。
- 接触面積が同じなので、GはHの二倍へこむ。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ圧力に合わせる
基準の板の平均の圧力はどれですか。
- 60 Pa
- 6 Pa
- 600 Pa
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ圧力に合わせる
別の板に垂直にかける力はどれですか。
- 3 N
- 12 N
- 6 N
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：同じ力で二つの面を押す
板Aと板Bの平均の圧力を求め、差が生まれた理由を説明しましょう。
資料：同じ面に違う力がかかる
CとDの平均の圧力を求め、何を変えたために差が生じたか説明しましょう。
資料：平方センチメートルの記録
圧力をPaで求めるため、面積を直すところから式を書きましょう。
資料：力と面積が一緒に変わる
EとFで力の大きさが違うのに圧力が等しい理由を、式または比を使って説明しましょう。
資料：変える条件を一つにする
面積だけの影響を比べる組を選び、変える条件とそろえる条件を説明しましょう。
資料：異なる二種類のスポンジ
「圧力が等しいのでへこみの深さも等しい」という予想を、どこまで確かめられたか説明しましょう。
解答: 接触面積を変えたときの圧力を考える
2000 Pa
20 Nを0.010 m²で割ります。
2倍
力が同じで接触面積が半分なので、圧力は二倍です。
D
接触面積を変えずに、面に垂直にかかる力を大きくしたDを選びます。
二倍になった。
同じ面積で力が12 Nから24 Nになりました。
0.0050 m²
50を10 000で割ると、m²での値になります。
3000 Pa
15 Nを0.0050 m²で割ります。
EとFは等しい。
8 ÷ 0.010と16 ÷ 0.020はいずれも800です。
Fでは力と接触面積がともにEの二倍になる。
割られる力と割る面積を同じ割合で増やすと、商は同じです。
条件1と条件2
条件1と2では、力を10 Nにそろえて面積を変えています。
押す力
条件2と3は接触面積が20 cm²で、力は10 Nと20 Nです。
力も面積も等しいので、圧力は等しい。
同じ6 Nを同じ0.010 m²で割ります。
同じ深さか調べるには、それぞれの深さを測る必要がある。
種類の異なるスポンジの変形を、平均の圧力だけから決めません。
600 Pa
6 Nを0.010 m²で割ると600 Paです。
12 N
同じ圧力600 Paにするには、600 N/m²に0.020 m²を掛けます。
記述問題の解答・確認の観点
資料：同じ力で二つの面を押す
板Aと板Bの平均の圧力を求め、差が生まれた理由を説明しましょう。
板Aは20 ÷ 0.010 = 2000 Pa、板Bは20 ÷ 0.020 = 1000 Paです。同じ20 Nでも、板Aでは半分の面積にかかるため、圧力が二倍です。
力をそろえ、面積の違いを見ます。
- 20 Nをそれぞれの面積で割り、Aは2000 Pa、Bは1000 Paと示す。
- 同じ力でAの面積はBの半分なので、Aの圧力は二倍だと説明する。
資料：同じ面に違う力がかかる
CとDの平均の圧力を求め、何を変えたために差が生じたか説明しましょう。
Cは12 ÷ 0.020 = 600 Pa、Dは24 ÷ 0.020 = 1200 Paです。面積は同じで、Dで力を二倍にしたため、圧力も二倍になりました。
二つの計算で割る面積は同じです。
- 面積0.020 m²を使い、Cは600 Pa、Dは1200 Paと示す。
- 面積を同じにして力を二倍にすると、圧力も二倍になると示す。
資料：平方センチメートルの記録
圧力をPaで求めるため、面積を直すところから式を書きましょう。
50 cm²は50 ÷ 10 000 = 0.0050 m²です。15 Nを0.0050 m²で割って、3000 Paです。
長さの換算と面積の換算では割る数が違います。
- 50 cm²を0.0050 m²に直す。
- 15 Nを換算後の面積で割り、3000 Paと示す。
資料：力と面積が一緒に変わる
EとFで力の大きさが違うのに圧力が等しい理由を、式または比を使って説明しましょう。
EもFも力を面積で割ると800 Paです。FはEの二倍の力が二倍の面積にかかるため、単位面積当たりの力は同じです。
力だけで圧力の大小を決めません。
- EとFの圧力が等しく、どちらも800 Paだと示す。
- 二つの式か、力と面積がともに二倍という比で、等しい根拠を示す。
資料：変える条件を一つにする
面積だけの影響を比べる組を選び、変える条件とそろえる条件を説明しましょう。
条件1と2を使い、接触面積を10 cm²から20 cm²に変えます。押す力は10 N、押される側は同じスポンジにそろえて、へこみ方を観察します。
一つだけ条件を変えると、観察した差と結び付けやすくなります。
- 条件1と2を選び、変えるのは10 cm²と20 cm²の接触面積だと示す。
- 押す力を10 N、押される側を同じスポンジにそろえると示す。
資料：異なる二種類のスポンジ
「圧力が等しいのでへこみの深さも等しい」という予想を、どこまで確かめられたか説明しましょう。
力と接触面積が同じなので、平均の圧力はどちらも600 Paです。スポンジの種類が異なるため、へこみの深さまで同じかは、実際に測って確かめます。
求めた量と、これから観察する量を区別します。
- 同じ力と接触面積から、平均の圧力はどちらも600 Paと示す。
- スポンジが違うため、へこみの深さが等しいかは観察して確かめると示す。