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内力とは?1分でわかる意味、外力、応力との違い、求め方、単位

この記事の要点

内力(ないりょく)とは、物に外力が作用するとき、物の内部に生じる力(外力に抵抗する力)です。

応力や部材力、断面力などといいます。

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内力(ないりょく)とは、物に外力が作用するとき、物の内部に生じる力(外力に抵抗する力)です。応力や部材力、断面力などといいます。今回は内力の意味、外力や応力との違い、求め方と単位について説明します。応力、外力の意味は、下記が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

外力とは?1分でわかる意味、読み方、応力や内力、反力との違い、摩擦

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内力とは?

内力とは、物に外力が作用するとき、物の内部に生じる力(外力に抵抗する力)です。


下図をみてください。棒を引っ張ります。棒を引っ張る力は、外から作用する力です。これを「外力」といいます。外力の意味は、下記が参考になります。

外力とは?1分でわかる意味、読み方、応力や内力、反力との違い、摩擦


外力が作用すると、棒の内部には外力に抵抗する力が生じます。これが内力です。外力を受けても、物体は何も変化が無いように見えます。これは外力と内力が釣り合っているからです(外力の値=内力の値)。

内力

建築では、内力を応力ともいいます。応力の意味は、下記が参考になります。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

内力と外力、応力の違い

内力と外力、応力の違いを下記に示します。


内力 ⇒ 物に外力が作用するとき、物の内部に生じる力(外力に抵抗する力)

外力 ⇒ 物の外から作用する力

応力 ⇒ 内力と同じ意味


外力、応力の意味は下記が参考になります。

外力とは?1分でわかる意味、読み方、応力や内力、反力との違い、摩擦

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

内力の求め方

内力にも色々な種類があります。その種類ごとに内力の求め方が変わります。簡単に求められる内力に「圧縮力」と「引張力」があります。下図をみてください。物を押す方向に力が作用しています。

内力の求め方

外力と内力は釣り合うので、物体内部には外力と全く同じ値で逆方向の内力が生じます。圧縮、引張の意味は下記が参考になります。

引張、圧縮とは?1分でわかる意味、違い、符号、強度の関係


その他、内力の求め方は下記が参考になります。

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曲げ応力とは?1分でわかる意味、公式と演習問題、単位、曲げ応力度

せん断応力とは?1分でわかる意味、公式と計算法、記号、平均せん断応力

内力の単位

内力の単位は、外力の単位と一致します。外力がkNの力で作用するとき、内力の単位もkNです。なお、kNやNの単位をSI単位系といいます。SI単位系の意味は下記が参考になります。

SI単位系とは?1分でわかる意味、一覧、基本単位、変換、ニュートン

混同しやすい用語

外力(がいりょく)

外力は物体の外部から作用する力(荷重や反力)で、内力は外力に抵抗するために物体内部に生じる力です。外力と内力は大きさが等しく方向が逆向きで釣り合います。

応力(おうりょく)

建築構造分野では内力のことを応力と呼ぶことがあります。ただし厳密には、応力は内力を断面積で割った「単位面積あたりの力」であり、内力とは別の概念です。

軸力・せん断力・曲げモーメント

軸力・せん断力・曲げモーメントはいずれも内力の種類です。内力は一つの概念ですが、作用の向きや種類によって呼び方が異なります。それぞれの内力の種類を正確に区別することが重要です。

試験での問われ方|管理人の一言

内力に関する問題は建築士試験の構造分野で出題されます。定義と計算の両面から理解しておきましょう。

内力の定義・適用条件・計算式は建築士試験の構造分野で出題される基本事項です。

用語の定義を正確に理解したうえで、関連する規準・法令との関係を整理することが大切です。

内力を整理した表を示します。

項目内容備考
内力の定義外力に抵抗するために物体内部に生じる力応力・部材力・断面力とも呼ばれる
内力と外力の関係大きさが等しく、向きが逆釣り合い条件から導かれる
内力の単位外力と同じ単位(N、kN など)SI単位系を使用

まとめ

今回は内力について説明しました。意味が理解頂けたと思います。内力は、物に外力が作用するとき物の内部に生じる力です(外力に抵抗する力)。内力と外力の関係、応力との違い、単位など理解しましょう。建築では、内力のことを応力といいます。下記の記事も勉強してくださいね。

応力とは?1分でわかる意味と種類、記号、計算法

外力とは?1分でわかる意味、読み方、応力や内力、反力との違い、摩擦

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