続きです。初回記事はこちら。
☆力の大きさを求めてみよう!
圧力と面積がわかれば、あとは掛け算するだけです!
38000Pa × 2平方メートル = 76000N
現在の中学理科(=高校受験)では、力の単位はN(ニュートン)を用いることになっていますので、76000Nと答えれば終わりですが、
これがどれだけの力なのかを実感するために、本問では敢えてkg重での解答を求めています。
本問では1N=0.1kg重(100g重)という条件をつけておきましたが、この値は常識として一応知っておいたほうがよいと思います。(ただし近似値であって正確な値ではないことは高校で学習します)
76000N × 0.1kg重/N = 7600kg重 (7.6トン)
いかがでしょうか!
7.6トンもの重さに耐えられる素材のドアはなかなかなさそうです。
別に富士山頂まで行かなくても、天気図を見れば地上同士でも、
高気圧と低気圧とで数十hPaの差があることはよくあります。
今回の問題は380hPa差でしたが、同じ条件ならば20hPa違えば
400kg重(4000N)もの力がかかることになります。
☆オマケ1 かなりの強風が吹く
これは中学2年生の学習範囲ですが、
風は高気圧から低気圧に向かって吹きます。
気圧差が大きいほど強風になります。
どこでもドアは、気圧差で大きな力がかかる、という以外にも
開けた瞬間にめっちゃ強風が吹く、ということも実現が困難な理由の一つです。
ちなみに、飛行機の窓が開かない理由もこれです。
飛行機が飛んでいる成層圏の下層は、気圧が100hPaもありませんので、
強風具合は富士山頂に行くどこでもドアの比ではありませんね。
万が一、飛行機の窓が開いたら、飛行機の中から外に向かってめっちゃ強風が吹いて、
みんな吹っ飛ばされてしまうでしょう。
…ん?飛行機の窓は壊れませんから、壊れないどこでもドアくらいは頑張れば作れるのかな?
(続きます…)
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