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弾性体とは？1分でわかる意味、ヤング率、材料、応力、ばね定数との関係

この記事の要点

弾性体とは、力を加えると変形し、力を取り除くと元の形に戻る性質（弾性）を持つ物体のことです。

補足：弾性体の変形はフックの法則（σ＝Eε）に従い、ヤング率Eが大きいほど変形しにくくなります。

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弾性体（だんせいたい）とは、弾性の性質をもつ物体です。


弾性とは、力を加えると変形し取り除くと元の形に戻る性質です。


今回は弾性体の意味、ヤング率、材料、応力、ばね定数との関係について説明します。


また、似た用語に塑性があります。弾性、塑性、ヤング率の意味は、下記が参考になります。

弾性と塑性の性質について

ヤング係数とは？求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】

弾性体とは？

弾性体（だんせいたい）とは、弾性の性質を持つ物体です。バネを思い出してください。バネは押すと縮み、離すと元に戻りますね。


下図をみてください。力を加えると変形しましたが、力を抜くと元に戻りました。

弾性体

建築物に使う材料のほとんどが「弾性体」です。想像しづらいかもしれませんが、コンクリートや鋼なども「弾性体」です。すごく固いバネだとお考え下さい。


弾性とは、力を加えると変形し、取り除くと元の形に戻る性質です。弾性の意味は、下記が参考になります。

弾性と塑性の性質について


力と変形の関係は、材料毎に違います。鋼とコンクリートは弾性を持ちますが、


「同じ力をかけても変形量」が違います。材料のかたさは、ヤング率で表されます。ヤング率の意味は、下記が参考になります。

ヤング係数とは？求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】

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弾性体の読み方

弾性体は「だんせいたい」と読みます。関係用語の読み方を下記に示します。


弾性　⇒　だんせい

塑性　⇒　そせい

弾性体のヤング率と応力、ばね定数の関係

弾性体は、力を掛けると変形し、力を取り除くと元に戻ります。この性質を弾性といいます。


前述したようにヤング率は材料固有の値です。またヤング率と同様に、弾性体のかたさを表す用語として「ばね定数」があります。


ばね定数は、


ｋ＝EA／L


で計算されます。ｋはバネ定数、Eはヤング係数、Aは部材断面積、Lは部材の元の長さです。ばね定数の詳細は、下記が参考になります。

ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方

弾性体と材料の関係

建築で使う材料のほとんどが、弾性体です。例えば、構造部材に使う材料として


コンクリート

鋼

木

アルミニウム


などがあります。それぞれヤング率が違い、上記の中では「鋼」が最も変形しにくい（かたいバネ）です。建築材料の詳細は、下記が参考になります。

建築材料の種類

混同しやすい用語

弾性体

弾性の性質を持つ物体。力を取り除くと元の形状に戻る。

ヤング率（弾性係数E）

弾性体の変形しにくさを示す指数。σ＝Eε で使う。値が大きいほど剛性が高い。

ばね定数

力と変形の比（k＝F/δ）。ヤング率・断面積・長さから決まる。剛性と同義で使われることも多い。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では、弾性体・ヤング率・ばね定数が絡む問題が頻出です。鋼・コンクリート・木材のヤング率の大小関係を整理しておきましょう。材料によって剛性（変形しにくさ）が異なる点が問われます。

まとめ

今回は弾性体について説明しました。意味が理解頂けたと思います。弾性体は、弾性の性質を持つ材料です。弾性の意味、材料との関係を勉強しましょう。下記の記事も参考になります。

弾性と塑性の性質について

ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方

建築材料の種類

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