JIN Demo Site 8
My Natural Garden & Cafe
  
科学

引張応力と引張荷重の違いと変換(換算)方法【計算方法と引張強さ】

科学的な解析を行う際によく専門的な用語を耳にすることがあり、これらをきちんと理解しておかないと対処できない可能性が高くなります。

例えば、材料力学の分野において、引張荷重、引張応力などを耳にすることがありますが、これらの意味や計算方法について理解していますか。

ここでは、引張強さ(引張強度)、引張荷重、引張応力等の意味や違い、変換(換算)方法について解説していきます。

引張強度と引張荷重とと引張応力の違いと変換(換算)のやり方【計算方法】

それでは、引張に関係する材料力学の用語について確認していきます。

ある物体に対して、引張方向に力(荷重)をかけた際のその外力のことを、引張荷重と主呼びます。荷重であるため、その単位はN(ニュートン)やkgf(キログラム重)で表します。

一方で、応力とは単位面積あたりの荷重のことであるため、その単位は圧力と同じPa(パスカル)で表現することができます。

よって、引張応力と引張荷重の換算(変換)としては、引張応力=引張荷重÷面積で求めることができるのです。

意味の違いだけでなく、単位の違いも理解しておくと忘れた際にすぐに思い出せるので、おすすめです。

なお、引張強度(引張強さ)という言葉もありますが、こちらはある材料を引張時に破断する際の強度のことを指しています。つまり、引張強度が高い材料であれば、その材料は引っ張っても壊れにくいことも意味しているわけです。

引張荷重と引張応力と併せて覚えておきましょう。

引張荷重と引張応力の変換(換算)の計算問題

それでは、引張荷重と引張応力の換算に慣れるためにも、練習問題を解いていきましょう。

例題1

ある材料に引張応力を500Paかけた。引張方向の断面積が2cm2であるときその引張荷重はいくらと計算できるでしょうか。

解答1

上の変換式に従い計算していきます。

まず、2cm2=0.0002m2より、500×0.0002 = 0.1Nと換算することができるのです。

逆に、引張荷重から引張応力への変換も行っていきます。

例題2

ある材料に対して引張荷重8Nをかけた。引張方向に材料の面積が4cm2の際の引張応力はいくらと計算できるでしょうか。

解答2

こちらも定義式に従い求めていきます。

8 ÷ 0.0004= 2000Pa=2kPaと換算することができました

まとめ

ここでは、引張応力と引張荷重の意味や変換(換算)方法について確認しました。

引張荷重とはある材料に対して引張方向にかける力(荷重)のことであり、単位はNやkgfとなります。一方で引張応力は、単位面積あたりの荷重のことであり、引張荷重を面積で割ったものがこれに相当するわけです。

これが、引張応力と引張荷重の違いといえます。

科学的な用語の理解を深めて毎日の生活をより快適に過ごしていきましょう。

ABOUT ME
white-circle7338
アラサーの男性です。自分が今まで経験・勉強してきた「エクセル」「ビジネス用語」「生き方」などの情報を、なるべくわかりやすく、楽しく、発信していきます。 一緒に人生を楽しんでいきましょう