この記事では、引張応力の計算の公式や単位は？例題を用いて求め方を徹底解説！読み方や荷重や面積などとの関係も、について解説しています。
それでは詳しく見ていきましょう！
引張応力とは？意味と読み方を詳しく解説！
引張応力とは、材料に働く力が材料の断面積に対してどれだけの影響を与えるかを示す物理量です。
具体的には、材料に働く力（荷重）を材料の断面積で割ることによって計算されます。
引張応力は、「ひっぱりおうりょく」と読みます。この応力が高いほど、材料は破壊しやすくなります。
これは、構造設計や材料選定において非常に重要なパラメーターとなります。
引張応力の計算の公式は？単位も徹底解説
引張応力を計算する基本的な公式は以下の通りです。
sigma = F / A
ここで、
– sigma は引張応力 (単位: パスカル, Pa),
– F は働く力（荷重） (単位: ニュートン, N),
– A は断面積 (単位: 平方メートル, m^2)。
単位に注意する点として、引張応力の単位はパスカル (Pa) であり、1パスカルは1ニュートン/平方メートル (1 N/m^2) に等しいです。また、より大きな単位としてメガパスカル (MPa) やギガパスカル (GPa) が使用されることもあり、1 MPa = 10^6 Pa, 1 GPa = 10^9 Pa です。
引張応力と引張強さとの関係や違い
引張応力と引張強さは異なる概念です。
引張応力は上述のように、材料に働く力と断面積によって定義されます。
一方、引張強さは材料の抵抗力を示す値で、材料が破壊するまでの最大の引張応力を指します。
通常、引張強さは材料の性質を表す一方で、引張応力は実際の構造や状況における応力の状態を示します。
引張応力の計算の例題を3つ徹底解説！
例題1:
鋼の棒に働く力が200Nで、断面積が0.01m^2の場合、引張応力を計算します。
sigma = F / A = 200 N / 0.01 m^2 = 20,000 Pa
例題2:
同じ鋼の棒に働く力が500Nで、断面積が0.02m^2の場合、引張応力を計算します。
sigma = F / A = 500 N / 0.02 m^2 = 25,000 Pa
例題3:
異なる材料の棒に働く力が800Nで、断面積が0.04m^2の場合、引張応力を計算します。
sigma = F / A = 800 N / 0.04 m^2 = 20,000 Pa
これらの例題を通じて、引張応力の計算方法と、荷重と断面積の影響を理解することができます。それぞれの条件において、荷重が大きいほど、また断面積が小さいほど、引張応力は高くなることが分かります。
まとめ
