119A029｜第119回 歯科医師国家試験 過去問

正答

b、e

この問題のポイント

弾性エネルギーは応力―ひずみ曲線の弾性域の面積で、弾性限とYoung〈ヤング〉率から求められます。

解説

材料が弾性変形によって単位体積当たりに蓄えられる最大エネルギーを弾性エネルギー、またはレジリエンスと考えます。線形弾性体では、弾性限における応力をσ、Young率をEとすると、弾性エネルギーは概ね σ² / 2E で表されます。

したがって、弾性域の終点を示す弾性限と、応力―ひずみ関係の傾きを示すYoung率が必要です。最大強さや破断強さは塑性変形・破壊領域の指標です。

選択肢の確認

a．耐 力
誤り。
耐力は明瞭な降伏点を示さない材料で一定の永久ひずみを生じる応力です。設問の弾性エネルギー算出に直接用いる基本値は弾性限とYoung率です。

b．弾性限
正しい。
弾性限は材料が永久変形を残さずに耐えられる弾性域の上限で、蓄えられる最大弾性エネルギーを定めます。

c．最大強さ
誤り。
最大強さは破壊までに示す最大応力で、弾性域を超えた塑性変形を含むことがあります。

d．破断強さ
誤り。
破断強さは材料が破断した時点の応力であり、弾性域に蓄えられるエネルギーの算出には用いません。

e．Young〈ヤング〉率
正しい。
Young率は弾性域の応力とひずみの比例関係を表し、弾性エネルギーの算出に必要です。

覚えるポイント

• 弾性エネルギーは弾性域の応力―ひずみ曲線下の面積です。
• 必要なのは弾性限とYoung率です。
• 強さ、硬さ、弾性率、靱性を混同しないようにします。