質問: 初めまして。質問です。 有名なスナック菓子「うまい棒」は円筒状をしています。 会社のサイトで確認するとうまい棒の中の空洞は強度を上げるためのものだと説明されていますが、空洞がないものと比べてどれくらい差があるのでしょうか。 強度の差を調べる方法がありましたら具体的にご教示お願いします。 当方素人で専門用語等わかりません。参考になるサイト等もありましたらおねがいします。 よろしくお願いします。
回答: 強度は、「断面二次モーメント」というものを計算すればなんとなくわかるかと。厳密にはそれだけではないのですが、横からの曲げに対しても上からの荷重(柱のように立てた場合)に対しても断面二次モーメントの値が大きければ丈夫な部材といえます。 円柱と円筒で断面二次モーメントの値を比べると、うまい棒の半径をD、中空部の半径をdとした場合、 円柱では πD^4/64 円筒では π(D^4-d^4)/64 なので、円柱のほうが丈夫なのは自明です。 ですが、#2さんのおっしゃるとおり、同じ断面積で比較すると、円柱にするよりは中空にしたほうが断面二次モーメントの値が大きくなるため、中空のほうが丈夫、という表現になるのだと思います。 建築物に使われる鉄柱などは、中空のほうが軽いということもあり、中空になってます(コンクリートの場合は別の理由で中身が詰まってますが)。 でも、「うまい棒」の場合は丈夫なだけじゃなくて、中空にしたほうが品質が均一になりやすいとかそういう意味もありそうですけど^^;