ひずみと変位の違いを徹底解説！中学生でもわかる基礎知識

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ひずみと変位って何？基本の違いをやさしく説明

物体に力が加わると、その形が変わったり、位置がずれたりします。これを理解するためには「ひずみ」と「変位」という言葉を知っておくことが大切です。

変位とは、物体のある点が元の位置からどれだけ移動したかを表すものです。つまり、点の動きの大きさや方向を示します。例えば、ゴムを引っ張ったとき、ゴムの中のある場所が10センチ動いたとしたら、その10センチが変位です。

一方で、ひずみは物体の形や大きさの変化の割合を示します。たとえば、長さが元の長さの100センチの棒を引っ張って110センチになった場合、長さの変化は10センチですが、ひずみはこの10センチの変化を100センチに対する割合（10％）で表します。

つまり、「変位」は移動の距離や方向を指し、「ひずみ」は変形の度合いを割合で示すという違いがあるのです。

ひずみと変位の違いをもっと詳しく！特徴や特徴的な使い方

変位は物体の一点がどこに動いたかを表すため、その値は「長さ（メートルなど）」で表されます。変位が大きいほど、物体はたくさん動いたということになります。

一方で、ひずみは無次元量（単位のない数値）です。なぜなら、元の長さに対する変化の割合だからです。だから、ひずみは「0.1（10％）」や「0.01（1％）」のように、単位なしで数値になります。

変位は一般的に位置の変化として用いられますが、ひずみは物体の力学的変形を理解する上で非常に重要です。例えば、建物の耐震設計や機械部品の設計などでは、ひずみの大きさが安全性や性能に直結します。

また、変位は直接測定しやすいですが、ひずみを測るには特別な計測器（ひずみゲージなど）が必要となります。

ひずみと変位の違いを表で比較！見やすくまとめてみた

able border="1" style="border-collapse:collapse; width: 80%;">ポイントひずみ変位意味物体の形や大きさがどれだけ変わったかの割合物体のある点が元の位置からどれだけ動いたか単位なし（無次元）メートル（m）などの長さの単位測定方法ひずみゲージなどの専用機器で測定直接定規やレーザーなどで測定可能利用例材料の安全性評価や構造設計機械の動きの解析や位置変化の確認表現方法割合、例えば0.01（1%）長さの変化や位置の変化

まとめ：ひずみと変位の違いをしっかり理解しよう

今回の解説で、変位は物体の点の移動距離や位置の変化を示し、単位付きの量であること。
そして、ひずみは物体の形状の変化を元の大きさに対する割合で示し、単位のない割合で表されることがよくわかりましたね。

この二つの違いをきちんと理解しておくことは、素材や機械の強度を考えたり、建物の安全性を評価したりするための基礎になります。

ぜひ、ひずみと変位の違いを覚えて、身の回りの物の動きや変化を観察してみてください。

ピックアップ解説

実は「ひずみ」を測るのには、特別な道具がいるんです。ひずみゲージという小さな機械を物体に貼り付けて、物体が伸びたり縮んだりするときの電気抵抗の変化を測定します。この仕組みを知ると、機械がどうやって安全か判断しているのかが見えてきて、ちょっとワクワクしますよね。普段は目に見えない“ゆがみ”も、科学の力でちゃんと数字にできるんです。

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