圧力とは?|なぜジャガーはワニの頭蓋骨を貫けるのか

ジャガーの咬合力は約6000N。

数字だけ見るとすごそうですが、実は本当に恐ろしいのは力そのものではありません。

圧力です。

同じ100Nでも、スニーカーで踏まれるのと、画びょうで押されるのでは全然違います。

力は同じ。

違うのは面積です。

今回は圧力という考え方を使って、なぜジャガーがワニの頭蓋骨を貫けるのかを見てみます。

結論:圧力は「力の集中度」

圧力とは、

同じ力がどれだけ狭い場所に集中しているか

を表すものです。

例えば、

100Nを広い板で押す。

100Nを針で押す。

力は同じです。

しかし痛いのは針です。

これが圧力です。

圧力とは何か

力と面積の関係

圧力は

圧力 = 力 ÷ 面積

で求められます。

力が大きいほど圧力は大きくなります。

面積が小さいほど圧力は大きくなります。

つまり、強く押すか、細く押すか。

どちらでも圧力は上がります。

単位はPa(パスカル)

圧力の単位はPa(パスカル)です。

1Paは1平方メートルあたり1Nの力。

実際には小さすぎるので、生き物の記事では

kPa

MPa

などがよく使われます。

なぜ画びょうは痛いのか

力は同じ

画びょうを押す力も、消しゴムを押す力も、同じ100Nだったとします。

すると力は同じです。

面積が違う

しかし、画びょうの先端は非常に小さい。

そのため、圧力は何十倍、何百倍にもなります。

つまり、痛い原因は力ではなく圧力なのです。

ジャガーの犬歯で計算してみる

咬合力6000Nの場合

ジャガーの咬合力を

6000N

とします。

これは大人8〜9人分の体重に近い力です。

詳しくはこちら。

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圧力はどれくらいになる?

仮に犬歯の接触面積を0.1平方センチメートル

とすると、

0.00001平方メートルです。

すると、

6000 ÷ 0.00001

=600,000,000Pa

になります。

約600MPa。

もちろん実際はもっと複雑ですが、とんでもない圧力になることが分かります。

なぜワニの頭蓋骨を貫けるのか

力より圧力が重要

ワニの頭蓋骨は硬いです。

しかし、ジャガーはその硬い骨に、極端な圧力を集中させます。

だからダメージを与えられるのです。

犬歯は天然のドリル

ジャガーの犬歯は、ただ長いだけではありません。

力を集中させる形になっています。

つまり、天然のドリルのようなものです。

詳しくはこちら。

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圧力が重要な生き物たち

ジャガー

ネコ科最強クラスの咬合力。

さらに高い圧力。

この組み合わせが強さの秘密です。

ヘビ

毒ヘビの牙も同じです。

牙が細いので、小さな力でも皮膚へ刺さります。

圧力の勝利です。

まとめ

圧力とは、力がどれだけ集中しているかを表す量です。

  • 圧力=力÷面積
  • 単位はPa(パスカル)
  • 面積が小さいほど圧力は大きい
  • ジャガーは高い圧力を生み出す
  • ワニの頭蓋骨を狙える理由もここにある

生き物の強さを考えるとき、大事なのは力だけではありません。

どこに、どれだけ集中させるかも重要なのです。

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生徒から

「画びょうってなんで痛いんですか?」

と聞かれたことがあります。

答えは圧力です。

同じことをジャガーで考えると、話が急に怖くなります。

画びょうの先が痛いのだから、

6000Nを犬歯に集中させるジャガーは、だいたい自然界の画びょうです。

もちろん踏みたくはありません。

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