今回は、小中学生向けに、科学の式をVOL.2としていくつか紹介します。VOL.1で基礎的な式を扱ったと仮定し、今回は少し発展的な内容、または応用的な考え方を含む式を選びました。あくまで概念の理解を重視し、複雑な数式は避け、具体的な数値を用いた例題で説明します。
仕事率=仕事÷時間
説明
事をする速さを表す式です。同じ仕事でも、短時間でこなす方が仕事率は大きくなります。例えば、100Jの仕事を10秒で行うと、仕事率は100J÷10秒=10W（ワット）となります。単位はワット(W)で、1Wは1秒間に1ジュール(J)の仕事をする能力です。エレベーターの馬力やエンジンの出力などがこの概念で表されます。
密度=質量÷体積
説明
物質の詰まり具合を表す式です。同じ体積でも、密度が高い物質の方が質量が大きくなります。例えば、鉄の密度は約7.8g/cm³、水の密度は約1g/cm³です。同じ1cm³の鉄と水では、鉄の方が約7.8倍重くなります。材質を見分ける際、密度は重要な指標となります。
圧力=力÷面積
説明
単位面積あたりにかかる力の大きさを表す式です。同じ力で押しても、面積が小さい方が圧力は大きくなります。例えば、釘の先は面積が非常に小さいため、小さな力で木材に打ち込むことができます。これは、圧力が大きいためです。単位はパスカル(Pa)です。タイヤの空気圧や、潜水艦が耐える水圧などがこの概念と関係しています。
浮力=(液体の密度)×(物体の体積)×(重力加速度)(完全には沈んでいない物体の場合)
説明
物体が液体中に入ると、液体から受ける上向きの力（浮力）が働きます。この式は、物体が完全に液体に沈んでいない場合の近似式です。密度の高い液体ほど浮力は大きくなり、物体の体積が大きいほど浮力も大きくなります。船が浮くのは、船全体の平均密度が水の密度よりも小さいため、浮力が船の重さを上回るからです。重力加速度は地球上ではほぼ一定の値(約9.8m/s²)です。
光の速さ×時間=距離(光が非常に速いため近似的に使用)
説明
光は非常に速く、約30万km/秒で進みます。遠い星からの光を観測する際に、その光が地球に到達するまでにかかった時間を計算し、距離を求めることができます。例えば、光が1秒かかって地球に届いた場合、その星までの距離は約30万kmです。
まとめ
今回はいかがでしたでしょうか？こんな感じですでに身の回りには科学が活かされているんです。それではまた！