引張応力と曲げ応力の違いとは?中学生でもわかる力の基本

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
引張応力と曲げ応力の違いとは?中学生でもわかる力の基本

引張応力とは何か?基本をわかりやすく解説

引張応力とは、物体が引っ張られる力によって内部に発生する応力のことです。例えば、ロープを両端から引っ張ったときにロープの中にかかっている力が引張応力です。

物体が引張応力を受けると、材料は伸びようとします。これは、物体の分子同士が引き離されようとする状態で、壊れるときはこの引き離される力が耐えきれなくなったときです。

引張応力は建築物や機械で非常に重要で、例えば橋のワイヤーやクレーンのワイヤーは大きな引張応力に耐える必要があります。単位はパスカル(Pa)で表し、力を受けた断面積で割った値です。数式で表すと「σ = F/A」となり、σが引張応力、Fがかかる力、Aが断面積です。



曲げ応力とは?引張応力との違いを具体的に紹介

曲げ応力は、物体が曲がるときに内部に発生する応力のことをいいます。

例えば、板や棒の片側を押したり持ち上げたりすると、その物体の中では片面が引っ張られ、反対側が押し縮められています。このとき、引っ張られている側には引張応力、押されている側には圧縮応力という力が働きます。

曲げ応力は引張応力や圧縮応力が物体の中で変化しながら現れる応力で、単純な引っ張りとは違い力の向きや大きさが断面ごとに違います。

このために曲げに強い材料の断面形状(例えばI型鋼など)が重要になります。



引張応力と曲げ応力の違いをわかりやすく表にまとめる

項目引張応力曲げ応力
力のかかり方物体を引っ張る力物体を曲げる力
応力の分布断面全体に均一にかかる断面で力の大小や方向が変わる
発生する場所材料全体が伸ばされる片側は引張、反対側は圧縮になる
ロープの引っ張り、ワイヤーの張力板の曲げ、梁のたわみ
単位パスカル(Pa)パスカル(Pa)


まとめ:なぜ知っておくべきか?

引張応力と曲げ応力は構造物の強さや安全性を考える上でとても重要な基本的な力の種類です。中学生の皆さんが理科や技術の勉強をするうえで、これらの違いを理解することは将来、建物や機械を設計するときに役立ちます。

引張応力はまっすぐ引っ張る力、曲げ応力は物体を曲げる力というふうにイメージしやすいので、この二つの基本をしっかり覚えておきましょう!

ピックアップ解説

引張応力って聞くと、ただ単に『引っぱる力』と思いがちですが、実は材料の分子レベルで何が起きているのか考えると面白いです。物体が引張応力を受けると、分子同士の結合が引き離されようとして材料が伸びます。もしこの力が限界を超えると、分子の結合が切れて物体が切れてしまいます。だから、橋のワイヤーなどはとても強い引張応力に耐えられる特別な素材を使うんですよ。
こんなふうに引張応力は身の回りの物の安全を守る大事な力なんです!


科学の人気記事

断面図と矢視図の違いを徹底解説!図面の見方がぐっとわかるポイントとは?
40viws
【図解付き】ひずみと応力の違いとは?中学生でもわかる基本ポイント解説
39viws
【簡単解説】熱伝達率と熱抵抗の違いとは?中学生でもわかる熱の仕組み
37viws
引火点と発火点の違いをやさしく解説!安全に知っておきたいポイントとは?
36viws
光の反射と全反射の違いを中学生でもわかるように解説!見分け方と仕組みを詳しく紹介
35viws
押出法ポリスチレンフォームと硬質ウレタンフォームの違いをわかりやすく解説!特徴・用途から選び方まで
35viws
電力量計と電流計の違いをわかりやすく解説!用途や仕組みを詳しく知ろう
33viws
沸点と発火点の違いをわかりやすく解説!身近な現象で理解しよう
29viws
燃料消費量と燃焼能力の違いとは?エネルギーの基礎をわかりやすく解説!
27viws
1kと1lの違いって何?単位の意味と使い方をわかりやすく解説!
25viws
ボイラーと焼却炉って何が違う?初心者にわかりやすく徹底解説!
24viws
平均値と標準値の違いとは?初心者でもわかる簡単解説
23viws
軟鉄と鋼鉄の違いをわかりやすく解説!特徴や用途のポイントまとめ
23viws
全熱交換器と熱交換器の違いは?初心者でもわかる仕組みと特徴まとめ
23viws
有機溶剤と特定化学物質の違いをわかりやすく解説!安全に使うために知っておきたいポイント
23viws
コンデンサーと熱交換器の違いとは?中学生でもわかる解説!
22viws
建築物の高さと最高高さの違いをわかりやすく解説!見方と注意点まとめ
22viws
永年劣化と経年劣化の違いとは?わかりやすく解説!
20viws
ドレンと冷媒の違いをわかりやすく解説!エアコンの仕組みがスッキリ理解できる
19viws
デシベルとホンの違いとは?音の強さを測る2つの単位をわかりやすく解説!
19viws

新着記事

科学の関連記事

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

SNSでもご購読できます。

コメントを残す

*