クイズ問題: 発見したイギリスの物理学者の名前がつけられた、ある物体を引き伸ばしたときの垂直な断面に作用する力と、長さあたりの伸び縮みの比のことを何という?
答え: ヤング率

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: 量の次元
text: てこにかかる力の釣り合いは、支点から作用点までの長さと、作用点にかかる力の積である力のモーメントによって表される。 てこや滑車などの単純機械を用いて物体を移動させるとき、物体の移動距離と、移動方向にかかる分力との積(内積)によって表される仕事は変化しない。 パスカルの原理などで現れる圧力は面積当たりの力である。 フックの法則において、ばねにかかる力とばねの変形する長さの比であるばね定数がばねの特性を決める。 物体の接触面での摩擦力は垂直抗力に対する比である摩擦係数によって表される。 このような静力学における量の間の関係は
title: 仕事 (物理学)
text: ばねを伸び縮みさせる際に生じる仕事を考える。ばねの伸び縮みを s とする。フックの法則より、ばねの復元力はばねの伸び縮み s に比例するので、ばねを変形させるのに必要な力 F→ もまたばねの伸び縮みに比例する。このとき現れる比例定数 k はばね定数と呼ばれる。
title: 断面力
text: 部材軸方向に伸びたり縮んだりする変形に抵抗する力を軸力といい、N で書く。
title: ばね
text: ばねの変形のことや変形量のことを「たわみ」と呼ぶ。たわみの物理単位には、変位(長さの変化)と回転角(ねじり角や曲げ角の変化)の2種類がある。長さが変化することを利用する圧縮コイルばねでは、たわみの単位は変位で表される。棒のねじり角度が変化することを利用するトーションバーでは、たわみの単位は回転角(ねじり角)である。たわみの物理量に対応して、たわみを起こす負荷にもいくつかの種類が考えられる。変位であれば荷重(純粋な力)であり、ねじり角であればねじりモーメントが考えられる。実際のばねでは、変位や回転変形が組み合わさった複雑なたわみを起こすものもある。
title: 剛性
text: 剛性(ごうせい、英: stiffness)とは、曲げやねじりの力に対する、寸法変化(変形)のしづらさの度合いのこと。力に対して変形が小さい時は剛性が高い(大きい)、変形が大きい時は剛性が低い(小さい)という。工学的には単位変形を起こすのに必要な力(荷重/変形量)で表され、フックの法則におけるばね定数も剛性の一種である。剛性とは逆の変形のしやすさの度合い(変形量/荷重)は柔性(じゅうせい)と呼ばれる。
title: 応力-ひずみ曲線
text: 材料に引張荷重を加えると、その材料は変形して引っ張る方向に伸び、圧縮すると縮む。この荷重値と変形量の関係を測定することにより、荷重-変形曲線を得ることができる。しかし、同じ荷重を加えても試料の太さによって伸びや縮み(変形)の量は異なる。同じ荷重で比較すると、太くなるほど伸びや縮みは少なくなる。このため、材料が受ける負荷を知るには、単位面積当たりの荷重である応力で評価した方が良い。材料に加える単軸荷重を F とし、F に直角な断面積を A とすれば、材料に加わる応力 σ は、
title: トリゾッビオ
text: ばね定数(ばねていすう、ばねじょうすう、spring constant)は、ばねに負荷を加えた時の荷重を伸びで割った比例定数である。フックの法則にあらわれる。 つまり、力 F と変位 x を用いて、
title: 数理モデル
text: ばねは、自然長からの伸びが小さい範囲では、伸びた長さと戻ろうとする力が比例することが知られている(フックの法則)。
title: 海野荘
text: 偶力(ぐうりょく、英: couple)とは、作用線が平行で、互いに大きさが等しく、方向が反対向きの2つの力 (F, −F) のことである。偶力が働くと物体は回転をはじめるが、並進運動をさせる効果はない。
title: 転位
text: 転位の周りには弾性ひずみ場が存在するためエネルギー的に高い状態にある。このため、転位線にはその長さを短くしようとする張力がはたらく。転位のエネルギーE(これは張力の大きさに等しい)はバーガースベクトルbを用いて次式で表される。
title: 電気抵抗
text: 導体の電気抵抗は温度によって変化するが、同時に歪みによっても変化する。導体に張力(物体を引き伸ばそうとする応力)をかけると、長さが延びて断面積が小さくなる歪みが生じるため、電気抵抗は高くなる。逆に圧縮すると、電気抵抗は低下する。この現象を応用して歪みを測定する「ひずみゲージ」がある。
title: 弾性率
text: 弾性率は、弾性変形における応力とひずみの間の比例定数(応力/ひずみ)であり、加えられた外力(応力)を分子、応力によって引き起こされたひずみを分母とした商である。
title: ばね
text: 復元力は物質の「弾性」という性質に起因し、力を取り除くと元の形に戻る変形は「弾性変形」と呼ばれる。しかし、力(正確には応力)が材料の限界を超えて加わると、力を除いても変形(正確にはひずみ)が残るようになる。この性質は「塑性」と呼ばれ、塑性という性質によって元に戻らない変形のことを「塑性変形」と呼ぶ。変形が弾性変形に留まる最大の応力は「弾性限度」と呼ばれる。ばねは元に戻ることを前提して使われるものであるため、塑性変形が起こることは好ましくなく、一般にばねに加わる力が弾性限度を超えない範囲で使用される。
title: 剛体
text: 大きさと方向を持つ力はベクトル量として表される。剛体の場合はこれに加えて作用線の情報が必要となる。作用線の情報は適当な点のまわりの力のモーメントとして表される。 剛体の釣り合いを考える際は、力の釣り合い(力のベクトル的な和がゼロ)の条件とともに、力のモーメントの釣り合い(力のモーメントのベクトル的な和がゼロ)の条件が必要となる。
title: 粘着式鉄道
text: 駆動または制動に際しては、車輪とレールの間で前後水平方向に力が働く。レールに対して車輪が滑らずに力を伝達できている時は、摩擦の現象でいう静摩擦力にあたり、滑っている時には動摩擦力にあたる。鉄道では車輪を滑らせずに走行することが基本であるため、静摩擦力の範囲で用いるように考慮されている。車輪とレールの間に働く摩擦力のことを鉄道では粘着力、あるいは接線力、クリープ力などと呼ぶ。静摩擦力の最大値である最大静摩擦力は、垂直抗力に静摩擦係数を掛けた値として求めることができ、これを超えた力が働くと物体は滑り始める。鉄道の場合垂直抗力は車輪に掛かっている車体の重量であり、輪重と呼ぶ。粘着力を輪重で割った値を接線力係数と呼び、このうち最大のものを粘着係数と称する。粘着係数が静摩擦係数に相当することになる。この時の粘着力を特に粘着限界と呼んでいる。
title: フックの法則
text: マイナスの符号はばねによる力が変位とは正反対の方向に働くことを示している。この力は系を釣り合いの状態へ戻すように働くため、復元力とよばれる。
title: フックの法則
text: フックの法則(フックのほうそく、英: Hooke's law)は、力学や物理学における構成則の一種で、ばねの伸びと弾性限度以下の荷重は正比例するという近似的な法則である。弾性の法則(だんせいのほうそく)とも呼ばれる。
title: ばね
text: このような荷重とたわみがある一定関係を持っていることが、ばねが持つ基本的性質や機能の一つともいえる。ばねが示す荷重とたわみの関係のことを「ばね特性」「荷重-たわみ特性」「荷重特性」などと呼ぶ。最もよく利用されるばねのばね特性は、線形であることが多い。線形とはたわみが荷重に比例して増減するということで、ばねに 10 kg の重りを吊るすとばねが 1 cm 伸び、20 kg の重りを吊るすと 2 cm 伸びるという具合である。この関係は「フックの法則」としても知られる。線形特性であるばねでは荷重とたわみの関係は以下のような式で表される。
title: 応力-ひずみ曲線
text: 無負荷の状態から荷重をかけ始めると、ある程度の応力値まで、応力とひずみは比例の関係で結ばれる。このような比例の関係をフックの法則と呼び、フックの法則が保たれた変形を弾性変形と呼ぶ。弾性変形領域内では、荷重を取り除くと変形はなくなり、元の形状に戻る。比例係数はヤング率と呼ばれ、次式の関係にある。
title: てこ
text: このモーメントアーム×力を力のモーメントと呼び、力のモーメントの釣り合いがてこの原理の本質である。
title: 粘弾性
text: 粘弾性体は、弾性体と粘性体の間の性質を持つ。力を加えて変形させ、その応力(力÷面積)を一定に保つとひずみ(変形長さ÷元の長さ)は徐々に大きくなる。このとき、ひずみ速度(ひずみ÷時間)は時間経過に伴い大きくなる。言い換えれば、ひずみを一定に維持しようとするとき、必要な応力は加速度的に小さくなる。完全弾性体では応力とひずみは比例関係にあり、応力を一定に保つとひずみは変化しない。完全粘性体に力を加えるとエネルギーは熱となり失われる。ひずみが一定のとき、応力は無くなる(0になる)。
title: 固体
text: 固体は液体のような流動性を示さない。元の形から変化することを変形 (deformation) と呼び、原形からの変形の割合をひずみ (strain) と呼ぶ。加えられた応力が十分低ければ、ほとんど全ての固体でひずみと応力は比例する(フックの法則)。その比例係数を弾性率またはヤング率と呼ぶ。フックの法則が成り立つ変形の範囲を「弾性域」と呼ぶ。固体が応力に対してどう反応するかについては、3つのモデルがある。
title: ばね
text: ばねに蓄えられる弾性エネルギーは、その弾性変形を起こす荷重によってなされた仕事に等しい。荷重-たわみ線図では、曲線と横軸で囲まれた面積が弾性エネルギーに相当する。線形特性に限定せずに、荷重 P がたわみ δ の一般的な関数であるときは、 P(δ) を積分して、弾性エネルギー U は以下のようになる。
title: 応力-ひずみ曲線
text: で表される。一方、同じ応力を加えても、試料の長さによって伸びや縮みの量は異なる。そのため、変形量そのものではなく、単位長さ当たりの伸びや縮みであるひずみで変形の程度を評価する。試料の初期長さを L0 とし、初期状態からの伸びを λ とすると、ひずみ ε は、
title: 連続体力学
text: 応力のうち法線方向の成分を法線応力、法線と垂直な成分を接線応力という。法線応力が法線と同じ方向の時の法線応力を張力、反対方向の時の法線応力を圧力という。
title: 向心力
text: 向心力(こうしんりょく、Centripetal force)または求心力(きゅうしんりょく)は物体を曲線軌道で動かす力のこと。その方向は常に物体の速度とは垂直方向(経路の瞬間的な接触円の中心)を向いている。
title: 弾性曲線方程式
text: この時、変形前のはりの中心軸から、変形後の、はりの中心軸の変位をたわみ(英語: deflection)と呼び、たわみがなす線を弾性曲線あるいはたわみ曲線といい、弾性曲線の接線と変形前のはりの中心軸とのなす角をたわみ角(英語: deflection angle, slope)という。
title: フックの法則
text: 弾性限度を超えて伸ばすと力を除いても完全には元に戻らず、塑性伸びと呼ばれる長さだけ伸びが残る。さらに x {\\displaystyle {\\boldsymbol {x}}} を増すと力が一定のままで伸びが継続する。このときの F {\\displaystyle {\\boldsymbol {F}}} の値を降伏値という。
title: 摩擦
text: 流体摩擦もしくは摩擦抵抗とは、物体の周りを流れる流体と物体表面との相互作用から生じる抵抗力である。流体摩擦は抗力の式から導かれ、流速の自乗および物体の表面積に比例する。流体摩擦は物体周辺の境界層における粘性抗力から発生する。流体摩擦を低減するには、流体が周りをなめらかに運動できるような物体形状(エーロフォイル、翼型)を採用するか、物体の長さと断面積を可能な限り減らす方法がある。
title: 力 (物理学)
text: 静力学では力は基本的な状態量になる。力を構成する要素は、力の大きさ (magnitude)、力の向き (direction)、作用線の方向、作用線の位置である。力が及ぼされる点を作用点(point of action) と呼ぶ。作用線 (line of action) とは作用点を通り、力の向きに対して平行な直線のことである。 また、力が2体力である場合には、力を及ぼすものと力が及ぼされるものとの組を考えることができる。すべての力が2体力であるなら、それぞれの力は互いに独立であり、物体にかかる正味の力 (net force) はそれぞれの独立な力の単純な和として表される。
title: 摩擦
text: 物体に運動を行わせるには、外力があるしきい値を超えなければならない。クーロンの式から分かるのは摩擦力の大きさではなくそのしきい値 μ N {\\displaystyle \\mu N} (静止摩擦係数と垂直抗力の積)である。摩擦力の大きさはしきい値を越えられないため、外力がそれを超えると力のつり合いが破れて運動が始まり、その時点から動摩擦がはたらきはじめる。しきい値は最大静止摩擦力と呼ばれる。動き出す直前に最大静止摩擦力が生じている状態
title: ばね
text: 荷重-たわみ曲線がヒステリシスループを描く非線形特性ばねの場合では、ループで囲まれる部分の面積分のエネルギーが摩擦などで消費される。このヒステリシスによる弾性エネルギーの消費は減衰として働き、衝撃緩和の視点からは、ループで囲まれる面積が大きいほど有利となる。
title: トルク
text: トルク(英語: torque)とは、力学において、ある固定された回転軸を中心にはたらく、回転軸の周りの力のモーメントである。一般的には「ねじりの強さ」として表される。力矩、ねじりモーメントとも言う。
title: 弾性
text: 材料が線型弾性を示すとき、応力 σ はひずみ ε に比例し、その比例定数を弾性率という。特に一方向に対する引っ張り(圧縮)変形に対する弾性率Eをヤング率 という。
title: 摩擦
text: 摩擦(まさつ、英: friction)とは、固体表面が互いに接しているとき、それらの間に相対運動を妨げる力(摩擦力)がはたらく現象をいう。物体が相対的に静止している場合の静止摩擦と、運動を行っている場合の動摩擦に分けられる。多くの状況では、摩擦力の強さは接触面の面積や運動速度によらず、荷重のみで決まる。この経験則はアモントン=クーロンの法則と呼ばれ、初等的な物理教育の一部となっている。
title: フックの法則
text: 最もよく使われる形式のフックの法則はおそらくばねの方程式だろう。ばねの方程式では、力とばねの自然長からの伸びがばね定数 k {\\displaystyle k} (単位は単位長さあたりの力)によって結び付けられている。
title: ひずみ
text: ひずみは応力と同様に、垂直成分とせん断成分に分解することができる。物体において、部材軸方向に沿った変形を表すのが垂直ひずみ、部材軸と垂直な方向の変形を表すのがせん断ひずみである 。
title: ばね
text: ばねは、力を加えられると変形し、力を取り除くと元の形に戻るという性質を持っている。このように力が加わって変形しても元に戻ろうとする性質を持つことが、ばねの基本的性質であり、必要条件である。元の形に戻ろうとする力は「復元力」と呼ばれ、復元力の存在がばねの大きな特性の1つ目に挙げられる。
title: ニュートン流体
text: ニュートン流体(ニュートンりゅうたい、英: Newtonian fluid)は、流れのせん断応力(接線応力)と流れの速度勾配(ずり速度、せん断速度)が比例した粘性の性質を持つ流体のこと。
title: 摩擦
text: 物体が変形したとき、その内部でエネルギーの一部が熱に変わる現象を内部摩擦という。理想的な弾性体では応力と変形量は線形の関係にあるが、一般の物質では変形を増加させるときと減少させるときとで応力が異なる(弾性ヒステリシス(英語版))。動摩擦において、弾性平面上を接触点が滑っているとすると、その前方では接触点によって面が押し込まれて圧縮変形を受け、後方では凹んだ面が元に戻る時に接触点を前に押し出している。理想的な弾性体ではこれらの仕事はつり合うが、弾性ヒステリシスが存在すると、圧縮の際に面が受ける仕事の方が変形回復の際に放出する仕事よりも大きくなる。すなわち運動体のエネルギー損失を招く。
title: 力のモーメント
text: 力のモーメント(ちからのモーメント、英語: moment of force)とは、力学において、物体に回転を生じさせるような力の性質を表す量である。力の能率(ちからののうりつ)とも呼ばれる。また、明らかな場合は単にモーメントと呼ばれることもある。とくに機械などで固定された回転軸をもつ場合、その回転軸のまわりの力のモーメントをトルク(torque)またはねじりモーメントと呼ぶ。 単位として通常はニュートンメートル(N m)が用いられる。
title: 大森章督
text: 引っ張る力としての張力と、たるみからなる曲線をカテナリー曲線という。
title: 弾性
text: 弾性は性質を表す語であって、それ自体は数値で表される指標ではない。弾性の程度を表す指標としては、弾性限界、弾性率等がある。弾性限界は、応力を加えることにより生じたひずみが、除荷すれば元の寸法に戻る応力の限界値である。弾性率は、応力とひずみの間の比例定数であって、ヤング率もその一種である。
title: はり部材
text: 荷重が作用すれば、はりは図3のように変形する。 この時、変形前のはりの中心軸から、変形後の、はりの中心軸の変位をたわみ(英語: deflection)と呼び、たわみがなす線を弾性曲線あるいはたわみ曲線といい、弾性曲線の接線と変形前のはりの中心軸とのなす角をたわみ角(英語: deflection angle, slope)という。
title: トルク
text: ここで F は物体に加わる力、r は回転の軸からみた力の加わる点までの距離(位置ベクトル)を表す。トルク N はベクトル量であり、N の向きを進行方向とする右ねじ回りに物体を回転させる効果を持つ。F が等しい時、腕の長さrが長いほうが物体を回転させる効果 (N) が大きい。
title: 弾性エネルギー
text: 弾性エネルギーは例として伸びている「ゴム」や「ばね」などのことを言う。
title: 摩擦
text: 動摩擦とは、地面の上をすべるそりのように、二つの固体が互いにこすりながら相対運動を行う時に生じる摩擦である。動摩擦力 F {\\displaystyle F} は動摩擦係数 μ ′ {\\displaystyle \\mu ^{\\prime }} と垂直抗力 N {\\displaystyle N} の積で与えられる。
title: 摩擦
text: 垂直抗力 N {\\displaystyle N} とは、接触面どうしを互いに押し付ける力の合力と定義される。単純に水平面上に物体を置いた場合には、垂直抗力の要素は重力だけであり、 N = m g {\\displaystyle N=mg} と表される。このとき摩擦力の大きさは物体の質量 m {\\displaystyle m} 、重力加速度の大きさ g {\\displaystyle g} 、摩擦係数の積となる。摩擦係数は質量や体積に無関係である。例えば、大きなアルミニウムの塊も小さなアルミニウムのかけらも摩擦係数は変わらない。その一方、摩擦力は垂直抗力を通じてブロックの質量に依存する。
title: 摩擦
text: クーロンモデルが成立する機構として、凝着説とともに古くから検討されてきた候補の一つが凹凸説である。クーロンによる議論は以下のようなものである。固体表面の微小な凹凸を、のこぎり歯のような三角形の連なりとしてモデル化する。どの三角形も高さや傾斜角 θ {\\displaystyle \\theta } は等しいとする。上下の面の三角形が図のように噛み合った状態で横方向の力を加えて滑り運動を起こさせようとすると、接触点の一つでは、横方向の力 F {\\displaystyle F} 、鉛直方向の荷重 W {\\displaystyle W} 、斜面からの垂直抗力 N {\\displaystyle N} がつり合う。つり合いの条件は
title: 弾性
text: すべての固体材料は、変形が一定の範囲(弾性範囲内)では、変形しても元に戻る、つまり弾性を示す。弾性の意味するところは本来応力とひずみの関係が一意的に定まっていることであり、必ずしも二者間の比例関係を指しているわけでは無いが、単に弾性とだけ書いてあっても、応力とひずみの比例関係である線型弾性を指していることが多い。これは弾性力学やその派生である構造力学、材料力学では主に線型弾性を持つ材料を研究対象にしてきたことに由来する。
title: 断面力
text: 部材の折れ曲がりに抵抗する力を曲げモーメントといい、M で書く。
title: 仕事 (物理学)
text: てこを用いると、作用点にかかる力は、支点からの腕の長さの逆比例で変化する。一方、移動距離は、相似関係により、腕の長さの正比例で変化する。従って、仕事は変化しない。
title: 断面力
text: 軸力は、断面が離れたり重なったりしないように抵抗する力と認識できる。
title: 圧縮コイルばね
text: ばねの荷重とたわみの関係のことを荷重特性と呼ぶ。荷重特性は、荷重とたわみの関係が直線でばね定数一定の線形と、それ以外の関係である非線形に分けられる。荷重特性によって圧縮コイルばねは大まかに以下のように分けられる。
title: モールの定理
text: モールの定理により、弾性荷重を作用させたはりの、曲げモーメント相当量 M ̄ {\\displaystyle {\\overline {M}}} とせん断力相当量 Q ̄ {\\displaystyle {\\overline {Q}}} を求めることが出来れば、与系のたわみとたわみ角が求まる。 しかし、元の弾性曲線方程式には、支点などによって設定されたたわみとたわみ角の境界条件があることを考えれば、弾性荷重を作用させるはりも、同等の境界条件を曲げモーメント相当量とせん断力相当量が満たしていなければならない。
title: 栗生明
text: 圧縮力(あっしゅくりょく、英: compressive force)は物体を押し潰そうとする力。反対語は引張力。圧縮荷重とも呼称される。長柱形状物に圧縮力が加わる場合には座屈を生じ、破損につながる場合もある。
title: 弾性エネルギー
text: 一端が壁に固定されたフックの法則に従うばね係数 k のばねに接続された物体を考える。ばねの伸びが x のとき、ばねが物体に及ぼす力は F = −kx である。 ばねの伸びが Δx だけ変化するとき、ばねに接続された物体は Δx だけ移動する。 ばねの伸びの変化が充分に小さい場合には、ばねが及ぼす力は殆ど変化しないとみなすことができる。このとき、ばねが物体に行う仕事は
title: ソルト・コッリーナ
text: となり、これは質点に作用する外力 F に対し、-mdr/dt なる力がかかって全体が力のつり合った(平衡した)状態であるとみなすことができる。このように見かけの力 (-mdr/dt) を仮定することで、運動の問題を力のつり合い(平衡)の問題に帰着させることを、ダランベールの原理という。このとき、見かけの力 -mdr/dt を慣性力(慣性抵抗とも)と呼ぶ。
title: 弾性率
text: 弾性変形は伸長(または圧縮)変形、剪断変形、体積変形の3つの種類に分けられ、従って弾性率も3種類ある。それぞれひずみの定義は異なる。
title: 剛性
text: 物体の変形は軸変形、曲げ変形、せん断変形、ねじり変形などに分解して考えることができ、それぞれの変形に対応して軸剛性、曲げ剛性、せん断剛性、ねじり剛性が存在する。各剛性は使用している材質の弾性率、断面積や断面二次モーメントなどの断面性能、および変形する部分の長さや形状などによって定まる。一端固定の一様断面弾性部材の剛性を下記に示す。
title: 揚力
text: 抗力に対する揚力の比を揚抗比という。すなわち流れの方向と、物体が受ける力の方向のなす角度の正接である。その角度は90 ゚未満であり、すなわち揚力成分があるのに抗力成分が0という事は無く、揚抗比は有限である。
title: 力 (物理学)
text: 分解された力と元の力、あるいは合成される力とそれらの合力の関係を図形的に表すものとして、力の平行四辺形がしばしば用いられる。力の分解に関して、2 成分に分解された力は平行四辺形の辺をなし、その対角線は元の力となる。同様に、2つの力が同じ点に働くと、それらは平行四辺形の辺をなす。2つの力の合力は2つの力のなす平行四辺形の対角線として図示される。力の分解や合成を平行四辺形の組み合わせによって表すことができる、という法則を平行四辺形の法則 (parallelogram law) と呼ぶ。平行四辺形の法則はまた、ニュートンの第4法則 (Newton's fourth law) とか力の重畳原理 (superposition principle of force) とも呼ばれる。
title: 弾性曲線方程式
text: 通常、はりを固定する支点は変位しないと考えるため、弾性曲線はたわみ曲線(たわみきょくせん、英語: deflection curve equation)と一致する(以降は「弾性曲線」と呼ぶが、「たわみ曲線」と言い換えても差し支えない)。 言い換えれば、弾性曲線とは、はり部材に荷重が作用した時のはりの部材中心軸が示す曲線とも言える。
title: 断面力
text: 曲げモーメントは、断面が変形しないように抵抗する力と認識できる。
title: ひずみ
text: 工学ひずみ、またはコーシーひずみは、荷重を加えたことによる物体の初期状態に対する総変形の比として表現される。部材軸方向荷重による工学垂直ひずみe は、物体の初期状態における長さL に対する、長さの変化量として記述される。垂直ひずみは、引張荷重の場合は正となり、圧縮荷重の場合は負となる。
title: 圧縮コイルばね
text: コイル状にする素線自体には、主にねじりモーメントが加わり、素線がねじり変形を起こすことで、ばねが全体として伸び縮みする。ばねが変形するときの単位体積当たりの弾性エネルギーは他のばね部品と比較して大きく、エネルギー吸収効率が高い。そのため、取り付けに必要な空間は比較的小さいという長所もある。
title: 変形
text: 応力とひずみの関係は、線形弾性材料におけるフックの法則のような構成式によって記述される。応力が除荷された後、完全に初期状態へ戻る変形を弾性変形と呼ぶ。一方、応力が除荷された後でも残る変形を塑性変形と呼ぶ。塑性変形は応力が降伏応力に達した後に物体内で発生し、すべりや原子レベルでの転位によって進行する。
title: コナトゥス
text: 彼の心理学的理論においてと同様に、ホッブズの物理的な「コナトゥス」は運動の微小な構成要素である。コナトゥスは運動、つまりはっきりした向きへの傾向の「始まり」である。ホッブズが使った限りでの「インペトゥス」という概念はこの物理的な「コナトゥス」という表現のうちで定義される。つまり、インペトゥスは「時間の推移の中で運動する物体に用いられる『コナトゥス』の尺度」ということになる。。(力学的な意味での)抵抗は反対向きの「コナトゥス」によって引き起こされる。力は「物体の大きさ」を加えたこの運動である。また、ホッブズは、ばねなどの運動を起こさせる、例えば、縮小したり拡張したりするような、「復元性の力」を表すのにも「コナトゥス」という言葉を使った。ホッブズは、こういった物体をもとの状態に戻らせる、こういった物体に固有の力が存在すると主張した。
title: 荷重
text: 荷重(かじゅう、英語:load)とは、力学において、物体の2点間に触れるところで発生する力のこと。
title: ばね
text: アナグラムの解答である Vt tensio sic vis はラテン語の文となっており、科学技術史学者の中島秀人はこれを「伸びは力のごとく」と訳している。今日では、フックの法則はばねの最も基本的な動きを表し、さらには、ばねに限らずに弾性を持つ物体全てが関連する重要な法則となっている。
title: せん断応力
text: せん断応力(剪断応力、せんだんおうりょく、shear stress)とは、物体内部のある面と平行方向に、その面にすべらせるように作用する応力のことである。シヤー応力とも。物体内部の面積 A {\\displaystyle A} のある面に平行方向のせん断力 T {\\displaystyle T} が作用している時、Aに作用する平均的な剪断応力 τ {\\displaystyle \\tau } は τ = T / A {\\displaystyle \\tau =T/A} で表される。剪断応力は運動量の輸送である。
title: 弾性エネルギー
text: 弾性エネルギー(だんせいエネルギー、英語: elastic energy)とは、ばねやゴムなどの弾性体の変形に伴うエネルギーである。位置エネルギーの一種である。
title: 熱力学的状態方程式
text: が導かれる。ゴムが伸びきった状態でなければ引っ張る力が大きいほどゴムが伸びるので (∂L/∂K)T > 0 である。よって、張力を一定に保ったまま温度を上げるとゴムは縮む。ただし張力がゼロであれば、ゴムの長さは自然長のまま変化しない。
title: 次元解析
text: ばねにつながれた物体が、速度に比例した大きさの抵抗(粘性抵抗力)を受けながら一次元運動することを考える。運動方程式は以下である
title: 弾性
text: 弾性(だんせい、英: elasticity)とは、応力を加えるとひずみが生じるが、除荷すれば元の寸法に戻る性質をいう。一般には固体について言われることが多い。
title: 弾性率
text: 弾性率(だんせいりつ、英語: elastic modulus)は、変形のしにくさを表す物性値であり、弾性変形における応力とひずみの間の比例定数の総称である。弾性係数あるいは弾性定数とも呼ばれる。
title: 数理モデル
text: 普通、数理モデルには適用できる範囲が決まっており、その範囲が広いものほどより優れたモデルと言える。例えば、ばねの振動におけるフックの法則は、伸びがあまりに大きくなると適用できなくなる。ばねを思いっきり引き伸ばせば元に戻らなくなるのは経験上明らかである。また、ニュートン力学は、人間が一般的に捉えられる範囲では十分な正確さを示すが、原子のレベルの大きさの世界や光速度に近い速度では実際の物理現象とのずれが大きくなり、そのような環境下では適切なモデルではない。一方、定性的にだけ説明して、何にでもあてはまるが、結局メタファーの域を出ないモデルは評価されないこともある。
title: エントロピー弾性
text: 内部エネルギーE、熱力学温度T、エントロピーSとして、長さLのゴムを引っ張った時の張力fは、熱力学第一法則、同第二法則、ヘルムホルツ自由エネルギーの三つから以下のように表される。(自由エネルギーをFとする)
title: ヤング率
text: 一般の材料では、一方向の引張りまたは圧縮応力の方向に対するひずみ量の関係から求める。ヤング率は、縦軸に応力、横軸にひずみをとった応力-ひずみ曲線の直線部の傾きに相当する。
title: 向心力
text: ロープの先端につけて鉛直な軸に沿って回転させた物体では、ロープの張力の水平成分が向心力となり、回転軸に向けて働く。自転する物体では、内部の引張応力が向心力となり、物体の全部分が一緒に円運動している。
title: 応力-ひずみ曲線
text: 一般的に、ひずみを横軸に、応力を縦軸にとって描かれる。材料によって応力-ひずみ曲線は異なり、縦弾性係数、降伏点、引張強さといった、それぞれの材料の基礎的な機械的性質を応力-ひずみ曲線から得ることができる。
title: 弾性曲線方程式
text: 構造力学および材料力学において弾性曲線方程式(だんせいきょくせんほうていしき、英語: elastic curve equation)は、はり部材が外力を受けた後の、全変位・変形後の形状を示す曲線(弾性曲線)を表す次の方程式のことである。
title: 軸 (機械要素)
text: 車軸など、上に物を載せて軸で受けるような軸にはトルクが少なく曲げが作用する。このことから軸の太さは曲げの作用から求める。曲げモーメントをM(Nm)、許容曲げ応力を σ a {\\displaystyle \\sigma _{a}} とするとき、以下の式で軸の太さを求められる。
title: フックの法則
text: フックの法則に従う系では、荷重は伸びに正比例し
title: 位置エネルギー
text: 位置エネルギー(いちエネルギー)とは、物体が「ある位置」にあることで物体にたくわえられるエネルギーのこと。力学でのポテンシャルエネルギー(ポテンシャルエナジー、英:potential energy)と同義であり、主に教育の分野でエネルギーの概念を「高さ」や「ばねの伸び」などと結び付けて説明するために導入される用語である。
title: 弾性曲線方程式
text: となる。 はり部材は、高さに比べて長さが十分に長いと考えられるので、また、せん断弾性係数と弾性係数は同程度のオーダー(大きさ)であるので、結局、軸方向の圧縮引張変形に対して、せん断変形が非常に小さくなる。
title: フックの法則
text: このポテンシャルをU-x面に描くと、放物線(二次関数のグラフ)となる。ばねがxの正方向に伸ばされるに伴い、ポテンシャルエネルギーは増加する(ばねを縮めた場合にも同じことが起こる)。また、釣り合いの位置 (x = 0) が最もエネルギーが低いため、ばねはポテンシャルエネルギーを小さくするように釣り合いの位置へと戻ろうとする。これはポテンシャルエネルギーのグラフの上を、重力によるポテンシャルを最小にするようにボールが転がり落ちることに似ている。
title: 断面力
text: 部材軸と垂直方向にずれる変形に抵抗する力をせん断力といい、Q で書く。
title: 弾性エネルギー
text: である。 一方、ばねが物体に仕事を行うとき、ばねから物体にエネルギーが移動する。ばねの他端は壁に固定されているので、外部からのエネルギーの流入はない。従って、ばねが行う仕事の分だけばねが蓄えている弾性エネルギーが減少する。弾性エネルギーを U、その変化量を ΔU とすれば
title: 変形
text: アフィン変換によって記述できる変形をアフィン変形と呼ぶ。この変換は線形変換(回転、せん断、引張、圧縮など)と剛体変換(平行移動)によって構成される。
title: ばね
text: 物体には弾性と呼ばれる、力が加わって変形しても元に戻ろうとする性質がある。ばねの広い意味での定義は、この弾性という性質の利用を主な目的とするものの総称といえる。ばねが持っている、あるいはばねに求められる特性としては、大きく分けて
title: 変位
text: ばねに繋いだ物体の運動では、物体の位置は、ばねの自然長の位置を基準とした変位で表すのが便利である。
title: インボリュート曲線
text: 運動学的に見れば、速度と回転速度を一定に保ったまま運動する物体の描く軌跡が円の伸開線となる。速度が一定で、回転速度が線型に増加する物体が描く軌跡がクロソイドであることから、円の伸開線の別名として反クロソイドの名がある。
title: ひずみゲージ
text: 原理としては、被測定物に接着剤などで確実に取り付けることで、被測定物を変形させるとひずみゲージも同率で変形する。 ひずみゲージを伸ばす場合、ジグザグに配された細い金属抵抗体が伸びて長さが増えるとともに断面積が減り、これに伴い電気抵抗が増える。逆にひずみゲージを縮ませた場合は電気抵抗が減る。
title: 楕円軌道
text: 万有引力の法則やクーロンの法則は逆二乗の法則で表される。このような力の作用の下で運動する物体がとる軌道は、力の中心を焦点とする2次曲線となる。2次曲線の軌道のうち、距離が有限にとどまる軌道、すなわち束縛軌道が楕円軌道である。
title: 支点
text: 構造物に荷重が作用し、その反作用で支点に発生する力を支点反力(してんはんりょく、英語: reaction)という。
title: 断面
text: 材料力学や構造力学においては、荷重を受けるはり部材の変形(曲げやねじりなど)を簡潔に表すため、断面積以外にも断面に関する様々な量が定義されている。
title: 剛性率
text: 剛性率(ごうせいりつ)は弾性率の一種で、せん断力による変形のしにくさをきめる物性値である。せん断弾性係数(せん断弾性率)、ずれ弾性係数(ずれ弾性率)、横弾性係数、ラメの第二定数ともよばれる。剛性率は通常Gで表され、せん断応力とせん断ひずみの比で定義される。
title: 転位
text: ここでGは剛性率である。またこのエネルギーのため、近くにある転位の間には相互作用がはたらく。たとえば符号の異なる2つの刃状転位の間にはそれらを結ぶ方向に引力がはたらく。
title: 断面力
text: 断面に作用する力は、通常は断面内で分布をしているが、断面が変形しないとする近似(断面保持の仮定)の下で、図心(部材軸)上に集中して作用する力と等価になる。部材軸上に作用する力は、部材軸と直交する成分と平行な成分に分けられ、せん断力、軸力、曲げモーメントとねじりモーメントの合力として考えられる。 材軸を含む平面内で考える場合は、断面力は、通常、せん断力、軸力、曲げモーメントの3つに分離して考慮される。