自動車のバンパーにかかる空気圧を簡単計算｜中学生でもわかる圧力の求め方

速度72km/hで走る自動車のバンパーにかかる空気の圧力を求める問題を中学生でもわかるように解説します。ここでは、バンパーの前の空気は静止していると考えます。

ステップ1：単位を揃える

速度が72km/hなので、まずm/sに変換します。

1km/h = 1000m / 3600s ≈ 0.27778 m/s

72 km/h × 0.27778 ≈ 20 m/s

空気がバンパーに当たるとき、空気の運動エネルギーが圧力に変わります。ベルヌーイの式を簡単に使うと。

圧力増加 ΔP = 0.5 × ρ × v²

ρ = 空気の密度 = 1.3 kg/m³、v = 速度 = 20 m/s

ΔP = 0.5 × 1.3 × 20²

ΔP = 0.65 × 400 = 260 Pa

ゲージ圧は周囲の大気圧との差を表します。ここで求めたΔP = 260 Paがまさにバンパーにかかる追加の圧力（ゲージ圧）です。

・速度72km/hの自動車のバンパー表面にかかるゲージ圧は約260Paです。

・計算手順は速度をm/sに変換 → ρとvをベルヌーイの式に代入 → ΔPを求める、の3ステップです。

中学生でも簡単に求められるので、練習問題としてもおすすめです。