下図に示すように断面積0.1m2，長さ2.0mの線形弾性体の棒の両端が固定壁に固定されている。この線形弾性体の縦弾性係数を2.0×103MPa，線膨張率を1.0×10-4K-1とする。最初に棒の温度は一様に10°Cで棒の応力はゼロであった。その後，棒の温度が一様に30°Cとなったときに棒に生じる応力として，最も適切なものはどれか。
図 両端を固定された線形弾性体の棒
① 2.0MPaの引張応力
② 4.0MPaの引張応力
③ 4.0MPaの圧縮応力
④ 8.0MPaの引張応力
⑤ 8.0MPaの圧縮応力
解答
③
解説
温度が20℃上がることによる線膨張率は
1.0×10-4×20 = 2.0×10-3
となり，フックの法則から応力は
2.0×103×2.0×10-3=4.0 [MPa]
となります。正の値のため圧縮応力であり，③が正解になります。
過去の出題
なし
