応力とひずみは、物理学の 2 つの重要な概念です。この記事の目的は、一部のオブジェクトが他のオブジェクトよりも変更しやすい理由を説明することです。変形は、力の適用によって引き起こされるオブジェクトの形状の変化として定義されます。外力により、オブジェクトを圧迫、押しつぶし、ねじり、せん断、引き裂き、引きずり出すなど、物がそれを経験する可能性があります。
スプリングが少し絞られ、分子間力を調整します。これらの変位した分子は、スプリングで作成された復元力によってそれぞれの平衡位置に戻されます。
弾力性とは?
分子間力は、固体内の原子や分子が組織化されたときに発生し、隣接する分子が互いに力を及ぼします。変形圧力（長さ、形、または体積）を取り除いた後、ボディは元の構造に戻ります。これが体の弾力性を示す方法です。
弾性は、外部からの変形力が取り除かれるといつでも元の構成 (形状とサイズ) に戻ることを可能にする固体の特性です。
ストレス
応力とは、外部から加えられた力、不均等な加熱、および永続的な変形によって材料に生成される単位面積あたりの力であり、弾性、塑性、または流体の挙動を正確に記述および予測することができます。
次の式は応力を計算します:
σ =F/A
ここで、σ は加えられた応力、F は加えられた力、A は力の適用領域です。
応力の単位は N/m2 です。
ストレスの種類
問題に適用できるストレスには 2 つの形態があります。
引張応力
加えられた力の軸に沿って物質を伸ばすタイプの応力は、引張応力と呼ばれます。弾性ロッドに沿って加えられた圧力の大きさは、加えられた力に垂直な方向のロッドの断面積で分割され、引張応力が計算されます。張力は、力が加えられた物質が張力を受けており、力が作用してそれを拡張していたことを意味します。
圧縮応力
物質が変形してより小さな体積を占めることを可能にする力は、圧縮応力として知られています。物質は、圧縮応力を受けるたびに圧縮されていると言われます。
ひずみ
物体の最初の寸法によって加えられた力の方向に物体によって生成される歪みの量は、ひずみとして知られています。
次の式は、その長さに比例して固体の変形を表します:
ε =δl/L
ここで、l は加えられた応力によって引き起こされる歪みによる物質の長さの変化であり、L はその初期の長さです。
体の形状の相対的な変化を表すため、ひずみは無次元の量です。
株の種類
引張ひずみ
引張応力が物体の長さ (または面積) の変化を引き起こす場合、それは引張ひずみとして知られています。
圧縮ひずみ
圧縮によって体の長さ (または面積) が変化することを、圧縮ひずみと呼びます。
フックの法則
英国の科学者ロバート・フックは、19 世紀にばねと弾性を研究していましたが、応力とひずみの関係を調べると、多くの材料が同様の特徴を示すことに気付きました。フックの法則は、物質を伸ばすのに必要な力がその長さに比例する線形ゾーンを確立しました。
フックの法則では、材料の歪みでさえ、その弾性限界内で加えられた応力に等しいと述べています。
フックの法則は、次のように数学的に表現されることがよくあります:
F =–k.x
ここで、F は力、x は伸びの長さ、k は比例定数で、N/m 単位のばね定数とも呼ばれます。
結論
応力と歪みは物理学の重要な部分です。工学と科学では、材料の応力とひずみの重要性は、応力とひずみの関係を表すために使用されてきました。この応力とひずみの関係は、変形を監視しながら試験対象の荷重を徐々に増加させ、その結果から応力とひずみを計算することによって決定されます。結果は、ヤング率、降伏強度、最終引張強度など、材料の多くの特性を反映しています。
