弾性
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/09/05 09:01 UTC 版)
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弾性（だんせい、英: elasticity）とは、応力を加えるとひずみが生じるが、除荷すれば元の寸法に戻る性質をいう。一般には固体について言われることが多い[注釈 1]。
弾性は性質を表す語であって、それ自体は数値で表される指標ではない。弾性の程度を表す指標としては、弾性限界、弾性率等がある。弾性限界は、応力を加えることにより生じたひずみが、除荷すれば元の寸法に戻る応力の限界値である。弾性率は、応力とひずみの間の比例定数であって、ヤング率もその一種である。
一般的にはゴム等の材料に対して「高弾性」という表現が用いられる。この場合の「高弾性」とは弾性限界が大きいことを指す[1][2]。しかしながら、前述の通り、弾性に関する指標は弾性限界だけでなく弾性率等があって、例えば、ゴムの場合には弾性限界は大きいが弾性率は小さいため、「高弾性」という表現は混同を生じる恐れがある。
英語で弾性をelasticityというが、この語源はギリシャ語の「ελαστικος(elastikos:推進力のある、弾みのある)」からきている[3]。また、一般的には弾力や弾力性等の語が使われるが、これらはほぼ弾性と同義である[4]。
現実に存在する物質は必ず弾性の他に粘性を持ち、粘弾性体である。物質が有する粘弾性のうち弾性に特に着目した場合、弾性を有する物質を弾性体と呼ぶ。
概要
すべての固体材料は、変形が一定の範囲（弾性範囲内）では、変形しても元に戻る、つまり弾性を示す。弾性の意味するところは本来応力とひずみの関係が一意的に定まっていることであり、必ずしも二者間の比例関係を指しているわけでは無いが、単に弾性とだけ書いてあっても、応力とひずみの比例関係である線型弾性を指していることが多い。これは弾性力学やその派生である構造力学、材料力学では主に線型弾性を持つ材料を研究対象にしてきたことに由来する。
材料が線型弾性を示すとき、応力 σ はひずみ ε に比例し、その比例定数を弾性率という。特に一方向に対する引っ張り（圧縮）変形に対する弾性率Eをヤング率 という。
- σ = Eε （フックの法則）
弾性を示す範囲の変形を弾性変形という。ここから応力がある限界を超えると、弾性の性質から元にもどらない塑性変形を起こす領域へ変わる。その際の限界点を弾性限界点または降伏点という。
ゴムのように、金属などに比べて大きな変形をする材料の弾性は エントロピー弾性に分類され、金属材料等の示す弾性（エネルギー弾性）とは弾性の生じる原理が異なる。材料科学ではこのような物質をエラストマー（elastomer）と呼ぶ。
超弾性
超弾性とは、応力によって誘起されたマルテンサイト変態が、一定の温度条件下で逆変態しもとの形状に戻ることによって生じる弾性を指す。通常の弾性変形に比べて大きな変形が生じ、その変形はフックの法則には従わない。この性質を応用したのが形状記憶合金である。また特に弾性回復温度が常温以下の形状記憶合金は、超弾性合金とも呼ばれる。
脚注
注釈
- ^ ただし、液体や気体も弾性を有する。
出典
参考文献
 | 出典は列挙するだけでなく、脚注などを用いてどの記述の情報源であるかを明記してください。 |
- 金属材料技術研究所『図解 金属材料技術用語辞典-第2版-』日刊工業新聞、2000年
- 社団法人高分子学会『高分子辞典 第３版』朝倉書店、2005年
- 東京大学物性研究所『物性科学辞典』東京書籍、1996年
- 中島尚正 他『機械工学ハンドブック』朝倉書店、2011年
- 日本機械工学会『機械工学便覧』日本機械工学会、1989年新版第3刷
関連項目
弾性
「弾性」の例文・使い方・用例・文例
- 弾性体
- いくつかの粘弾性の物質が医学用に用いられている。
- それは弾性を失う。
- 弾性物
- 大きな弾性を与える
- ほとんど弾性がないさま
- 弾性特性と同様に粘性を持つさま
- 弾性なしに垂れさがる
- 力または堅さまたは弾性を欠いている
- 特定のマットレスに合うように仕立てられたシート（通常、弾性の縁がある）
- 肩からもも（そして、足首まで達する長袖か脚を持っているかもしれない）まで体を覆う弾性の材料のぴったりと合っている衣類
- 弾性の織物の包帯は、被扶養者部分（陰嚢か垂れた胸としての）を上げるのに申し込みました
- 弾性限界の範囲で歪めた後に元の形や位置に戻ることのできる素材の物理的特性
- 引き伸ばすことができ、元の長さに戻る物の弾性
- 金属の物体の弾性と硬さ
- 剪断力によって形が引き出された物体の弾性
- 弾性の欠如
- 弾性を失った物の物理的特性
- 主に皮膚の真皮、静脈と動脈の壁、またいくつかの腱と靭帯で見つかる弾性繊維から成る結合組織
- 動脈壁のような弾性組織に見られる繊維性硬蛋白質
弾性と同じ種類の言葉
- >> 「弾性」を含む用語の索引
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