弾性応力とは？中学生にもわかる基本と身近な例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

はじめに

このページは「弾性応力とは？」というキーワードで、初心者にも分かるように解説します。日常の材料は力を受けて伸びたりへこんだりします。そのとき材料が内部にためている“抵抗の力”が弾性応力です。

弾性応力の基本的な考え方

弾性応力とは、物体が外力を受けて変形したときに生じる内部の力のことです。外力がなくなると、材料は元の形に戻ろうとします。変形が小さい範囲でこの性質が強いほど、材料は「弾性」と呼ばれます。

弾性応力とひずみの関係

弾性領域では、Hookeの法則と呼ばれる関係が成り立ちます。物質の弾性を表す量をヤングの係数 Eと呼び、ひずみ ε（元の長さに対する伸びの割合）に対して、弾性応力 σ は次の式で近く表されます。<span>σ = E × ε。σ の単位はパスカル（Pa）、E の単位はPa、ε は無次元量です。この関係は線形領域と呼ばれる範囲で成立します。

単位と実感

日常の感覚として、鋼の棒を少し引くと少し伸びます。これは 弾性応力が働いているサインです。力を抜くと、多くの場合元の長さに戻ります。ただし材料が大きく変形すると弾性を失い、塑性変形に移ります。

身近な例

ゴムバンドを引っ張ると伸びます。そのときバンドには弾性応力が蓄えられ、離すと元の長さに戻ろうとします。鉛筆のような細い棒を曲げると、内部には応力が生じますが、限界を超えると元には戻りにくくなります。

材料や設計での意味

建物や橋の設計では、外力に対して材料がどの程度の弾性応力を生み出すかを考えます。安全性と耐久性を確保するためには、適切な材料の選択、形状、接合方法が重要です。

表：材料別の弾性の目安

<th>材料

特徴
鋼	高いE値で剛性が高い
アルミ	軽くて適度な剛性
ゴム	低いE値で大きく変形する

まとめとポイント

重要なポイント

外力を受けたときの内部抵抗が弾性応力です。

線形領域では σ = E ε が成立します。

単位は Pa、材料によってEは大きく異なります。

弾性応力の同意語

エラスティック応力: 材料が弾性領域で生じる応力のこと。ひずみと応力の比例関係（フックの法則）に基づく、元の形状へ戻ろうとする力の分布を指します。
エラスティックストレス: 英語の elastic stress の日本語表記。意味は同じく、弾性領域で材料にかかる応力のことです。
弾性ストレス: 弾性領域で発生する応力の別表記。日常の技術文献や教科書で同義に使われます。
弾性内応力: 材料内部に発生・残存している、主に加工や熱処理などの影響で生じる応力。外部荷重がなくても材料内に存在することがあり、弾性範囲内で現れることが多いです。
線形弾性応力: 線形弾性の仮定のもとに生じる応力。ひずみと応力が比例する関係で表される場合に用いられる表現です。