弾力性:回復する物質の特性
弾力性は、適用された力によって変形した後に元の形状とサイズに戻す能力を説明する物質の特性です 。 輪ゴムを考えてみてください。引っ張ると伸び、元の長さにスナップします。
弾力性に関連する重要な特性の内訳は次のとおりです。
1。弾性制限:
*これは、永続的な変形を受ける前に材料が耐えることができる最大応力またはひずみです。
*弾性限界を超えて、材料は元の形状に完全には戻らず、永続的な変形が発生します。
2。ストレスとひずみ:
* ストレス 材料の単位面積あたりの力が適用されます。
* ひずみ 変形の尺度であり、通常は長さまたは体積の変化率として表されます。
*ストレスとひずみの関係は、ストレス - ひずみ曲線と呼ばれます 、これは、適用された力に対する材料の反応のグラフィカルな表現です。
3。ヤング率:
*これは、材料の剛性またはストレッチに対する抵抗の尺度です。
*これは、弾性領域での緊張に対する応力の比として定義されます。
*ヤング率の高い材料は非常に硬いですが、低いヤング率を持つ材料はより柔軟です。
4。弾力性の種類:
* 線形弾性: 応力はひずみに直接比例し、ストレスが除去された後、材料は元の形状に戻ります。 多くの材料は、小さな変形の下で線形弾性を示します。
* 非線形弾性: 応力はひずみに直接比例しておらず、ストレスが除去された後、材料は元の形状に完全に戻ってこない場合があります。
* 弾性ヒステリシス: これは、変形中に吸収され、回復中に放出されるエネルギーの違いを指します。 これは、内部摩擦のために一部の材料で観察される現象です。
5。弾力性に影響する要因:
* 温度: 一般に、温度が上昇するにつれて弾性は減少します。
* 構成: 材料の組成は、その弾性特性に大きく影響します。
* 構造: 材料の内部構造(結晶、アモルファスなど)は、その弾力性に影響を与える可能性があります。
弾性材料の例:
*ゴム
* 鋼鉄
* ガラス
*骨
*筋肉
非弾性材料の例:
* play-doh
*粘土
*プラスチシン
弾力性の応用:
* エンジニアリング: 橋、建物、およびその他の構造のデザイン
* 製造: スプリング、輪ゴム、その他の弾性成分の生産
* 生体力学: 筋肉と骨の機能を理解する
* 薬: 組織修復のための補綴デバイスと材料の開発
さまざまな分野では、弾力性を理解することは、ストレス下の材料の挙動を支配し、多くの日常のオブジェクトやシステムのパフォーマンスと機能に重要な役割を果たすため、重要です。