9章ひずみエネルギー
(用語編1)
仕事:
力を受けることにより物体は移動や変形をする。この力の働きを仕事と呼ぶ。
仕事(量):
力と、力の作用点の移動距離の力の作用方向成分、との積で表される。
仕事のベクトル表示:
力のベクトルFと変位ベクトルrのスカラー積F・rとなる。仕事はスカラー量である。
仕事(量):
ベクトルのスカラー積F・rは力のベクトルの方向と変位ベクトルの方向のなす角度をθとすれば、
W=Frcosθ
と表される。
スカラー量:
大きさだけで決まる量、質量、密度など
ベクトル量:
大きさと方向及び向きを決めることによって決まる量、力、速度など
仕事の単位:
力の単位N(ニュートン)と長さの単位m(メータ)の積Nm=J(ジュール)
仕事率:
単位時間あたりの仕事Wであり、動力と呼ぶ。p.109
動力の単位:
ワット[W]で表され、1秒間当たりの仕事(量)を示す。[J/s]、p.109
弾性ひずみエネルギーU:
外力の作用により物体が弾性変形すると、力の作用点も移動するため、力は仕事をする。この外力仕事Wは物体の変形に伴う内力仕事Uとして、物体内に吸収される。このエネルギーUを弾性ひずみエネルギーと呼ぶ。p.141
弾性ひずみエネルギーと荷重の除荷:
外力を除荷すると弾性ひずみエネルギーは解放される(外力は負の仕事をする)が、物体が完全な塑性変形を受けている場合には負荷中に熱などのエネルギーに変換されるため、除荷時のエネルギー放出はない。p.142
ひずみエネルギーの図式表示:
外力Pとその作用点の外力方向変位λの関係のグラフの下側の面積がひずみエネルギーに相当する。すなわち、Pλ/2となる。p.142
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