材料力学の演習（初級編）：応力の計算
00:00 問題を解く準備
00:32 問題１
01:03 問題１の答え
01:33 問題２
01:53 問題２の答え
02:49 問題３
03:36 問題３の答え
04:42 まとめ
【書き起こし】(2) 応力の計算方法を演習しよう！【材料力学の演習（初級編）】
(00:00) こんにちはこのチャンネルでは 材料力学に関する内容を様々紹介してい ますこのシリーズでは材料力学を生活で 役立てられるように 身近でイメージしやすい演習問題を出して いきます 問題を解いて材料力学をもっと理解して いきましょう今回は 応力の計算です今回の問題はこの動画で 紹介した内容をもとにしています 問題に進む前に ぜひこちらの動画をご覧くださいそれでは 問題1です 赤組と白組が1対1の個人戦で綱引きをし ていますお互いが引っ張って 縄は動いていない状態です 白組の選手が500nの力で引っ張って いるとき 紅組の選手が引っ張る力はいくつでしょう か 一旦動画を止めて時終わったら答えに進ん でください
(01:05) それでは問題1の答えに進みましょう 物に力が作用するとき 力が釣り合っていないとどこかにどんどん 動いていってしまいます今回はつなが動い ていない状態なので 綱に作用する力は釣り合っていることに なります 従って 赤組の選手が引っ張る力は 白組と同じ500Nですなお500nと いうのは 約50キログラムの力です 次に問題2です 問題1の状態で 縄の直径が10mmのとき 縄に生じる応力はいくつでしょうか 今回も一旦動画を止めて時終わったら進ん でください それでは問題2の答えに進みましょう 応力とは 作用する荷重を仮装断面の断面積で割った ものです 砂の一部に着目して 仮想的に一つの断面を考えます
(02:10) 綱は左右に500nで引っ張られているの で 仮想断面に作用する荷重は500nです 仮想断面の断面積は 直径をDとして4分のパイD2錠です 直径Dは10mmなので 断面積は78.5平方mmです したがって生じる応力は500÷78.5 で 6.37ニュートンパー平方MMになり ます 単位のニュートンパー平方mmはメガ パスカルと同じですこのように 仮想断面に作用する荷重と断面積が分かれ ば 応力を求めることができます 問題3に進みましょう 問題1や2では一体1で戦いましたが 次はチーム戦として綱引きをすることに なりました 縄を引っ張る力が5000Nの時 縄に生じる応力が問題にの条件と同じに なる縄の直径はいくつでしょうか 応力が大きいと縄が切れる可能性が大きく なります
(03:14) 縄が切れる限界の応力は試験しないと 分かりませんが 試験しなくても 実績のある応力までに抑えれば 切れることを防げますねそれではこの問題 を解きましょう 動画を一旦止めて時終わったら進んで ください [音楽] 問題3の答えです 問題にと同様に 砂の一部に着目して 仮想的に一つの断面を考えますこの仮想 断面に作用する荷重は 問題文から5000Nです 仮想断面の断面積は 直径をDとして4分のパイD2乗です 生じる応力は 作用する荷重を断面積で割れば求まり 5000を4分のパイD2乗で割ります この応力が問題2の条件の応力と同じに なる直径Dを求めれば良いので イコール6.37になりこの式からDが 求まります
(04:17) 計算すると 直径D= 31.6mmになります 安全にチーム戦をするために必要な綱の太 さが求まりましたねこのように 応力を用いると 寸法が違っても 使われている材料にとっての厳しさを統一 的に評価できます うまく使えば物が壊れることを不正で安全 に生活できるようになります まとめです 物が止まっているとき 作用する力は釣り合っています 応力は 果汁割る断面積で求まります 応力を用いることで 寸法や形状が異なる構造で使われている 材料にとっての厳しさを統一的に評価でき ます 今回のご視聴ありがとうございましたこの チャンネルでは 材料力学を分かりやすく紹介したり材料 力学を生活に役立てたりしています ぜひそれらの動画もご覧ください チャンネル登録と高評価もお願いします それでは
(05:22) 次回の動画でお会いしましょう
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応力
材料力学がどの様に役に立っているかや生活の中でどの様に活かせるかを考えるチャンネルです。
このシリーズでは、材料力学を生活で役立てられる様に、身近でイメージしやすい演習問題を出題していきます。
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