- 締切済み
MPaの単位について
素人なので、教えてほしいのですが。 質問はMPaの単位についてです。 たとえば、SS400は引張り強さ400MPa保証ですが、 では 単純に１MPaの400倍ということでいいんでしょうか？ 1MPa＝101300Pa です。 大気圧で考えると10トンの圧力になります。そう考えると 400倍は4000トンになります。ですが、そのような引っ張り強さ ではあまりにも大きすぎるような気がするのですが、 知識がないもので、これが妥当なのかどうなのかの検討がつきません。 すみませんが、教えていただきたいです。 よろしくお願いします。
- cocotkhs
- お礼率81% (9/11)
- 物理学
- 回答数5
- ありがとう数7
- みんなの回答 （5）
- 専門家の回答
みんなの回答
とりあえず添付した、参考図を見て下さい。ところで私は少々古いので、tf，kgf，cm単位系で行きます。 この図は、いちおう普通と思える橋の断面です。この図は、Wordのオートシェイプの許す限りの正確さで、実寸スケールの1/100になっています。注目すべきは、「桁（ラインガーダー）」と書かれた、Ｈ型鋼（SS400×9）で出来た橋桁部分です。 どうです？、この薄っぺらさ！！。 この薄っぺらが、鉄筋コンクリート床版を支え、しかもこの上には10tトラックなんかが、常時、走ってる訳です。ちなみに鉄筋コンクリート床版の厚さを、標準の30cmと考えると、鉄筋コンクリートの標準単重は2.5tf/m^3なので、奥行き1m当りの重量は、 2.5 tf/m^3 × 0.3 m × 10 m ＝ 7500 kgf/m となります。もしこの橋の橋長が20mなら、床版重量は150tfとなり、それだけの重量を、薄っぺらなたった2本のＨ鋼が支えています。この時、桁のWebの純圧縮応力度を計算すると、保証耐力400MPaの1/100程度です（構造計算では、鋼材の引張耐力＝圧縮耐力とみなします）。なので設計で、桁のWebの純圧縮照査はふつうやりません。もつのがわかっているからです。他の照査、特に圧縮による座屈照査はやりますが。 構造用鋼材というか、鋼鉄は、それぐらい強いものです。中央にもう1本桁を足せば、戦車が載っても大丈夫です（純圧縮に関しては）。逆に言うと、それくらい強くないと、安心で半永久的な構造物は造れない訳です。 ところで、9mmって薄いとお思いでしょうか？。試しにデスクにある金属引き出しを触って下さい。たいてい金属引き出しは、0.1mmくらいのステンレスなんかを、折り曲げて作っています。しかも鋼鉄ではありません。しかし曲がらないでしょう？。9mmのSS400は、そういう意味では、十分に厚い（人力に対しては厚すぎる）板です。
>1MPa＝101300Pa です。 1 MPa = 1,000,000 Pa なのではありませんか？ 1 Pa = 1 N/m^2 なので、 400 MPa = 400 MN/m^2 = 400 N/mm^2 ≒ 40 kgw/mm^2。 断面積 1 mm^2 で考えると、そんなに大きな数値ではないように思いますが。
お礼
-Okさん 大変参考になりました。ありがとうございました。
- sanori
- ベストアンサー率48% (5664/11798)
こんにちは。 ＞＞＞1MPa＝101300Pa です。 書き間違いですか？ １ＭＰａ ＝ １０１３００Ｐａ ではなく １ＭＰａ ＝ １００００００Ｐａ ですし、 １気圧 ＝ １０１３００Ｐａ です。 ＞＞＞大気圧で考えると10トンの圧力になります。 「１０トンの圧力」とは何でしょうか？ 大気圧 ＝ １０１３００Ｐａ ＝ １０１３００Ｎ／ｍ^2 ≒ １００００ｋｇｆ／ｍ^2 ＝ １０トン／ｍ^2 つまり、１平方メートルの断面当たりならば、１０トン＝大気圧 ですけど。 ＞＞＞たとえば、SS400は引張り強さ400MPa保証ですが、 ＞＞＞では 単純に１MPaの400倍ということでいいんでしょうか？ そうです。 半径１メートルのＳＳ４００であれば、 ？Ｎ／（１ｍ×１ｍ×３．１４） ＝ ４００ＭＰａ と置いて、 ？ ＝ ４００Ｍ × ３．１４ Ｎ ≒ １３００ＭＮ ≒ １３０Ｍ・ｋｇｆ ＝ １３００００トン 半径が１ｃｍであれば、上記の１万分の１の、１３トンになります。 さらに、半径が１ｍｍであれば、さらに百分の１の１３０ｋｇｆです。 直径が２ｍｍのＳＳ４００の針金に体重１２０ｋｇぐらいの人がぶら下がってもぎりぎり切れないというのは、 何となく普通のことのような気がしませんか？
お礼
sanoriさん ありがとうございました。大変参考になりました。
>400倍は4000トンになります 一平方メートル当たりですから別に大した大きさではありません。 あなたの身体のどこにも0.1MPaの圧力がかかっていることをお忘れなく。
お礼
doc_sundayさん ありがとうございました。大変参考になりました。
関連するQ&A
- 圧力に関する質問です。
高さ１０ｍの水柱が、その底面に及ぼす圧力は約０．１ＭPaとありました。いっぽう７６０ｍｍの高さの水銀柱がその底面に及ぼす圧力（760mmHg）は標準大気圧で１atm（＝１０１３hpa）だそうですが、ＭＰａに換算すると１hpaは１００paで、１Ｍｐａは１paの１００万倍なので１０１３００Pa＝０．１０１３Ｍpaでいいでしょうか？ 水柱と水銀柱の違いは問題にならないのであれば、高さが１０ｍ（＝１００００mm）でも０．７６ｍ（＝７６０mm）でも底面に及ぼす圧力は同じく、約０．１Mpaということでしょうか？ 高さの差は圧力に関係ないのですか？アホな質問とは思いますがわからないので教えて下さい。
- ベストアンサー
- 物理学
- Pa パスカルであらわす応力と圧力の違い
応力と圧力どちらもPaであらわしますが、その違いがよくわかりません。応力では、ｍｍ＾2を使い圧力ではｃｍ＾2を使う。でも使う単位はPaである。というのは理解していますが、実際に使うときの違いがもうひとつ理解できませんのでどうか教えてください。 一応自分が理解したであろうことはここに書きます。前にここで教わった方たちの言葉を多く使っています。 Pa（パスカル）は圧力と応力の単位 ここで、気おつけてほしいのは、圧力と応力は同じ単位“パスカル”を使うが、大きさが違う。面積比にして、100倍違うので気おつけなければならない。 圧力：ｃm^2 応力：ｍｍ＾2 1平方ｍの面積に1Nの力が働くときこの圧力を1Paといいます。 大気圧は1平方ｃｍに1.033ｋｇ重の力が働きます。1平方ｍは10000平方ｃｍだから1平方ｍには10330ｋｇ重になる。空気も物質である以上重力加速度を従うので、 10330ｋｇ重 ｘ 9.81ｍ/ｓ＾2 ＝101300ｋｇ重・ｍ/ｓ＾2 ＝101300Pa 1平方ｍの条件の中で 大気圧＝101300Pa ＝101300N/m^2 ＝10336ｋｇｆ/ｍ＾2 101300N/ｍ＾2を ｋｇｆ/ｍ＾2に変換するときは1Nは0.102ｋｇｆなので、 101300N/m^2 ｘ 0.102ｋｇｆ/N ＝ 10336ｋgf/ｍ＾2 ＝約10tonf/m^2 となる。 1気圧に出てくる力「N」(101300N/m^2)を「tonf」になおすと (1tonf=10^3kgf となります―＞1000ｋｇｆ＝1tonf) 101300N＝101300x0.1020＝1.103x10＾5x1.020x10＾（-1）＝1.033ｘ10＾4ｋｇｆ＝10.33tonf 101300N=10.33tonf の力になる。 102.0 tonf/m^2が1Mです。 どのようにこの数字が導き出せるのか式で表すと次のようになる、 1MPa＝10＾6Pa=10＾6N/m^2=10^6x0.1020kgf/m^2=1.020x10^5kgf/m^2 ＝1.020ｘ10＾2tonf/m^2=102.0tonf/m^2≒1MPa=102.0tonf/m^2 となる。 ということは約100トンをちょっと上回る力ということになる。 ここでの疑問はこれはすべて圧力から力の単位にしてそれからトンの重さの単位にしていると私は理解しているのですが、では応力から重さの単位にするにはどうしたらいいのでしょうか？ 実はSS400やFCD600などはMPaを使っていますが、400MPaのような力がどの程度のものなのかを知りたくて、このパスカルの勉強をしてきました。しかし、SS400などで使われているMPaは応力である。今まで、私が理解してきたパスカルは圧力のほうで応力ではないとすると、どうやって、応力をMPaに置き換えたらいいのかよく理解していません。 この応力と圧力の違いをどうか教えてください。
- 締切済み
- 物理学
- 真空圧について
真空圧について -0.093MPaと-60cmhgですが、どちらが高真空でしょうか？ 絶対圧力で表示してみます。 ➀-0.093MPa：大気圧が0.1013MPaなので、0.1013-0.093＝0.083MPa＝83000Pa＝8.3ｘ10＾4Pa ➁-60㎝hg＝-600㎜hg→-600/760ｘ0.1013MPa＝－0.079MPaなので、0.1013-0.079＝0.0223MPa＝22300Pa＝2.23ｘ10＾4Pa よって-60㎝hgの方が真空度は高い。 http://www.asahiseiki.co.jp/vacuum/about_vacuum 上記URLからすると、どちらも低真空ということかと思いますが合っていますか？
- ベストアンサー
- 測定・分析
- Pa（パスカル）について
理解したいのですが、どうも自分の答えがあたっているのか 疑問ですので、教えてもらえないでしょうか。 これから、ここに書くことは、前にこのサイトに返答をした方たちの文書をそのまま書いているところがかなりあります。返答をした方たちの文書を見て理解し、また、疑問もできたこともあり、そのまま使わせてもらいました。今から述べているものは考え的にあたっているか、おしえていただきたいです。 Pa（パスカル）は圧力の単位 1平方ｍの面積に1Nの力が働くときこの圧力を1Paといいます。 大気圧は1平方ｃｍに1.033ｋｇ重の力が働きます。1平方ｍは10000平方ｃｍだから1平方ｍには10330ｋｇ重、10330ｋｇ重は10330ｘ9.81＝101300Paとなります。 大気圧＝101300Pa （＝1Pa）（1平方ｍの条件の中で） ＝101300N/m＾2 ＝10000ｋｇｆ/ｍ＾2 ＝10トン/ｍ＾2 となる。なぜこうなるかは １[kgf]は、質量1[kg]の物体を標準重力加速度（g=9.8[m/s^2]）のもとで量った重量（重量は質量に重力がかかったときの力です。）として定義されます。質量mの物体にかかる重量はmgですから、1[kg]の質量にかかる重量は 1「kg」*9.8「m・s^2」=9.8「kg・m/s^2」=9.8[N] となります。逆算すれば、 1[N]=1/9.8[kgf]=0.102[kgf] となります。 概算ではおよそ１桁違うと考えれば良いので、 101300N/ｍ＾2をｋｇｆに変換するときは1Nは0.102ｋｇｆなので、101300N/ｍ＾2 ｘ 0.102 ＝ 10332.6ｋｇｆとなる。 この値はだいたい 10トンの値になり、 約10332ｋｇ重＝約10トンとなる。 長い文になってしまいすみませんでした。 あと何点か質問があります。 I.1MPaは1000000Pa ということは101300Paｘ10が約1MPaになるのでしょうか？ II.とすると、10トンに10倍した値が1MPa の圧力の値になる。ということは1MPaは約100トンの圧力ということになるということでしょうか？ III.もしそうなると、SS400を例として使うと400MPa なので、400ｘ100＝40000 の引張り強さになる、もし、サイズなどを入れない場合はこれで会っているのでしょうか？ とても長い質問になってしまいましたが、どうかよろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- エアーの加圧減圧に必要な力と圧力の計算
エアーシリンダを使って、加圧、及び減圧を行おうとしております。 知識が不足しており、考え方について質問をさせて頂きます。 (1）加圧 体積1Lの閉容器に、同じく体積1Lのエアシリンダを接続して 空気を押し込んだ場合、ボイルシャルルの法則「PV/T=一定」 より気体の体積は半分になるため圧力は倍になり、 容器内圧力は「(大気圧)0.1MPa －＞ 0.2MPa」になる。 ※温度変化は無いものとする。 この時、エアシリンダを押し込むのに必要な力は、 「面積×圧力」で計算し、シリンダの面積が「0.01m2」 の場合は、「2000N＝200kg」以上と考えて良いのでようか？ それとも大気圧と、容器内圧力の差圧「0.1MPa」で計算し、 「1000N＝100kg」以上と考えるべきなのでしょうか？ (2)減圧 同様な環境でエアシリンダを引張って、閉容器内圧力を減圧する場合、 体積が倍になるので、容器内の圧力は半分になり、 [(大気圧)0.1MPa －＞ 0.05MPa]と考えて良いのでしょうか？ また、この時に必要な力の計算方法はどのような式でしょうか？ 上記（1）の式にあてはめると、圧力が下がるほど必要な力が 減ってしまいますので別の正解があると思います。 低レベルな質問と承知しておりますが、普段は専門外としている分野なため ご教授頂ければ幸いです。
- ベストアンサー
- 機械設計
- 圧力の換算が分かりません。
圧力の換算が分かりません。 大気圧752mmHgのとき、52.3kg/cm^2 g(ゲージ圧)の蒸気の絶対圧力は5.23MPaになるそうなのですが、導出過程が分かりません。 誰か教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
ddtddtddtさん 大変参考になりました。ありがとうございました。