年別: 2025年

熱力学第1法則に基づくエネルギー保存則の導出

熱力学第1法則に基づく流体エネルギーの収支流体領域Δx(t)における全エネルギーの時間変化は、熱力学第1法則に従い、以下のように記述される。右辺の第1項は外力Fによる単位時間当たりの外部からのエネルギー供給であり、第 […]

流体に作用する外力とニュートンの運動法則流体の単位質量あたりに作用する外力をと定義する。ここで φ(x,t) はポテンシャル関数であり、外力はその勾配に起因する。ある領域 Δx(t) に対してこの外力が及ぼす全体的 […]

クリープ現象とは何か物体に一定の応力を与えたまま放置すると、時間の経過とともに変形が進行する現象が生じる。この現象はクリープ（creep）と呼ばれ、特に高温下や長時間の荷重作用下で顕著に現れる。クリープは一時的な変形 […]

切欠きを有する丸棒の引張試験における応力挙動の概要図1に示すように、周方向に完全な環状切欠きを有する丸棒に一軸方向の引張荷重を加える場合、その応力状態は単純な引張試験とは大きく異なる。特に切欠き部では、局所的な断面積の […]

塑性変形は、物体が弾性限界を超え、外力を取り去っても元に戻らない変形が生じた状態である。このような状態に至るためには、応力が特定の基準に達する必要がある。その基準を数学的に表現したものが「降伏条件（yield crit […]

変形とひずみの基本理解変形力学における「ひずみ」は、材料が外力を受けて変形した際の元の長さに対する変化の割合を示す無次元量である。本記事では、その中でも最も基本的な「公称ひずみ（nominal strain）」と「真 […]

応力の基本概念と物理的背景応力の概念と内部力の作用物体の内部に生じる力の分布とその影響を正確に理解することは、材料力学や構造解析において極めて重要である。図に示されるように、均質で断面の形状が変化していない棒を考え […]

自己拡散係数の基本概念分子密度が、その一様な値 n から δn(x) だけゆらいだとする。このとき、その一様な状態にもどるために起こる x 方向への粒子数流 jnj_njn を求めることが考察の出発点となる。図中に示 […]

平均自由行程の導入と輸送現象の基礎概念輸送現象とは、分子間相互作用を無視した理想気体モデルでは説明しきれない現象群を指す。具体例として熱伝導や自己拡散、粘性といった現象が挙げられ、これらはいずれも分子の運動に伴うエネ […]

概要液体ヘリウムIIという特別な物質の中では、私たちが普段耳にする「音」とは違う、特別な種類の波が伝わっている。それが「第2音波」である。本記事では、写真中の内容を完全に含めながら、液体ヘリウムIIの超流動現象、第1 […]