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計算を入力してください

公式

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結果

力(F = P × A)
1,000
ニュートン(N)
力(ポンドフォース/lbf) 224.8089 lbf
力(キログラムフォース/kgf) 101.9716 kgf
圧力(SI単位) 100,000 Pa
面積(SI単位) 0.01 m²

圧力から力を求める計算ツールとは?

このツールは、ある圧力が表面積に作用したときに生じる総荷重を、基本式 \(F = P \times A\) を用いて求めます。油圧・空圧(ニューマチック)・機械設計・物理の分野で広く使われ、シリンダーやピストン、シール、構造物にかかる荷重のサイジングに役立ちます。圧力と面積はいずれもよく使われる工学単位で入力でき、結果として得られる力をニュートン(N)、ポンドフォース(lbf)、キログラムフォース(kgf)で表示します。

使い方

まず圧力の数値を入力し、単位(Pa、kPa、MPa、bar、PSI)を選びます。次に圧力が作用する面積を入力し、その単位(m²、cm²、mm²、in²)を選択してください。ツールが内部で自動的にすべてSI単位へ換算し、圧力に面積を掛け合わせて力を表示します。たとえば PSI と平方インチ(in²)の組み合わせのように、異なる体系の単位を混ぜて使っても手作業の換算は不要です。

計算式の解説

圧力とは単位面積あたりにかかる力のことなので、\(P = F / A\) と定義されます。この式を変形すると、力を求める式が得られます。

$$F = P \times A$$

SI単位では、1パスカルが1平方メートルに作用すると1ニュートンの力が生じます。計算の整合性を保つため、ツールでは掛け算を行う前に圧力をパスカルに(\(1\ \text{bar} = 100{,}000\ \text{Pa}\)、\(1\ \text{PSI} \approx 6{,}894.76\ \text{Pa}\))、面積を平方メートルに換算しています。

面積に作用する圧力が合力を生み出す様子
力は圧力と作用面積の積に等しい:\(F = P \times A\)。

計算例

たとえば、油圧ピストンに 200 kPa の圧力が 0.05 m² の面積に作用しているとします。まず圧力を換算すると \(200\ \text{kPa} = 200{,}000\ \text{Pa}\)。これを使って

$$F = 200{,}000 \times 0.05 = 10{,}000\ \text{N}$$

となり、これは約 2,248 lbf、または 1,019.7 kgf に相当します。10,000 N の力があれば、おおよそ1トン(1メートルトン)を持ち上げられる計算です。

既知の面積のピストンに加わる圧力が出力する力を生み出す様子
圧力Pを受ける面積Aのピストンがロッドに力Fを伝える。

よくある質問

どんな流体や気体にも使えますか? はい。\(F = P \times A\) は、油圧作動油・圧縮空気・真空など、平らな面に作用するあらゆる圧力に適用できます。

曲面の場合はどうすればよいですか? ある方向にかかる力を求めたいときは、その方向に垂直な投影面積(平らな面に投影した面積)を使ってください。

ゲージ圧と絶対圧のどちらを使うべきですか? 対象の面に実際に作用している差圧を反映する値を使ってください。どちらを用いても計算式は同じです。

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