物質の硬さの関係と衝撃の強さを調べる方法
- 物質の硬さはダイヤモンドが最も硬いと思われていますが、実際には条件によって異なります。
- 物質をぶつけ合わせたときにどちらが壊れないかを調べるためには、衝撃の強さを表わす靭性を調べる必要があります。
- ガラスは表面がやわらかいため、素材同士をぶつけ合わせた場合には靭性が重要な要素となります。しかし、回答には時間がかかる場合があります。
- ベストアンサー
物質の硬さ
ダイヤモンドがモース硬度で１０で最高に硬いか、と思っていたのですが実はそうではなく硬さは条件によっていろいろ違うのだとわかりました バケツに入った水をただのガラスにぶつけると水は砕け散って四散する ただのガラスにダイヤモンドをぶつければ、ガラスは割れる 鉄で出来たハンマーでダイヤモンドを叩けばダイヤモンドは壊れる 鉄で出来た弾丸を銃で防弾ガラスに当てても防弾ガラスは壊れない という関係が示すので硬さの関係は 防弾ガラス ＞ 鉄 ＞ ダイヤモンド ＞ ただのガラス ＞ 水 ですね ここで質問なのですが私が調べたいと思っているのは 物質と物質をぶつけてどちらが壊れないか？の硬さを調べるため 衝撃の強さ を表わす 靭性 の硬さを調べれば良いのでしょうか？ ここからは予断ですが イメージ的に言うならガラスは表面はやわらかい気がするので（そもそも液体ですしね）衝撃を吸収するような素材同士をぶつけ合わせたら、靭性ってあてになるのかな？と思えなくもないですね 返信には事情がありまして１ヶ月以上かかるかもしれません 申し訳ありません
- mana5867
- お礼率63% (58/92)
- 科学
- 回答数2
- ありがとう数1
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
「硬度」は測定方法に依存します。 という事が特に第一次世界大戦以前から徹底的に、主に機械工学(兵器）分野で研究され、多くの「基準」が作られました。 高圧化学を専門としていた私に馴染みのあるのは「ビッカース」硬度計です。 測定方法を示すと、鋭い先端部を持つおもりを、下部に置いた「平面状の測定サンプル」に落下させます。 装置の形状が「愉快」で、円の四半形なのです。 サンプルは最下部に(当たり前ですが）表面をおもり側に向けて固定します。 四半形の装置には弧状に可動する腕があり、その腕は装置の中心で自由回転出来ます。 おもりの尖った部分は正確に進行方向に向けて固定します。 腕に付いたおもりを水平位置からサンプルに向けて、弧を描いて落下させます。 ここまでは装置の説明で、この後おもりの尖った部分が食い込んだ出来たサンプル上の「穴」を詳しく分析します。 穴の直径、深さ、その他特徴があれば詳しく記述します。 「ビッカース硬度計」は「大砲」用の合金(鋼鉄系）の性質を表すのに普遍的に用いられたそうです。 忠告しておきますと、硬度は大部の書物一冊で納まらないほどの過去の蓄積がある上、歴史が長く新素材が出て来る度に増えていくので、自分でも本を書くつもりでかからないと、何も得る事が出来ません。
その他の回答 (1)
- CC_T
- ベストアンサー率47% (1038/2201)
> 物質と物質をぶつけてどちらが壊れないか？の硬さを調べるため > 衝撃の強さ を表わす 靭性 の硬さを調べれば良いのでしょうか？ 硬さと衝撃を混同しておられます。 http://www.mmjp.or.jp/kskmdf/mailmagazine/Vol0026/vol0026.pdf そもそも靭性と硬度は相反する性質と言ってよく、両方を高いレベルで兼ね備えたモノってのは無いでしょう。 「ぶつけ」た時の強さを調べるならば、素材の引っ張り強度や構造的な衝撃拡散度合いを調べるべきではないかと思います。 １点に受けた力を広い面積に拡散することができれば、衝撃を弱めることが出来ます。 厚みがあれば砂袋や寒天だって拳銃弾を止めることが出来るのです。 > ただのガラスにダイヤモンドをぶつければ、ガラスは割れる ダイヤモンドは硬いけれど脆いです。 http://www.asahi.com/edu/nie/tamate/kiji/TKY200604170268.html ガラスに「ぶつけ」たら、ダイヤが割れる事も十分にあり得ます。 ダイヤをガラスに押し付けてひっかくとダイヤは無傷でガラスに傷がつく、だからダイヤの方が硬い、という事です。 > バケツに入った水をただのガラスにぶつけると水は砕け散って四散する 水圧で水槽のガラスが割れることもあります。この場合、硬さは無関係です。 > 鉄で出来たハンマーでダイヤモンドを叩けばダイヤモンドは壊れる しかしハンマーにダイヤモンドを押し付けると、ハンマーが変形します。 連続して引っ掻き続けると、ハンマーに穴が開きます。 > 鉄で出来た弾丸を銃で防弾ガラスに当てても防弾ガラスは壊れない 防弾ガラスはガラス＋樹脂繊維など複合素材です。複合材料で衝撃を吸収・拡散し、力を１点で受け止めないことで「貫通されない」事を実現していますが、表面ガラスは銃弾を受けた段階で確実に割れます。 鋭利で細い超硬弾芯のライフル弾などは、防弾ガラスを貫通することもあります。
関連するQ&A
- 物質の硬度と速度と質量の関係
聞きかじりではありますが、「モース硬度」や「ヌープ硬度」といった硬度基準値があると聞きます。 硬度では明らかにそこまで強くないプラスチック製のBB弾がガラスを割ってしまったりするのは、平たく言うとそのBB弾の持つ「勢い」（慣性とか？）のせいだと言うのはなんとなく理解はしているつもりですが、いったいどのくらいのレベルの運動量と質量で、どの程度の硬度が生まれるのかがふと気になりました。 (1)速度、質量と硬度の関係を一覧できるような資料、サイトはどこかにありませんでしょうか？ (2)速度と質量と硬度の関係を表す式のようなものはありませんでしょうか？ （例：モース硬度２、質量２ｇの物質を速度Ｘで射出した場合の力はモース硬度Ｙに並ぶ といったものなど） 摩擦係数や重力などは考えていると一生終わらなさそうなので無視で＝＝。 車を運転していてふと思いついただけで、何が知りたいのかもはっきりとしていない状態なのですが、何方かご助力頂けませんでしょうか。
- ベストアンサー
- 物理学
- 氷のモース硬度っていくつ？
結晶の引っかきに対する硬さを表す尺度に、モースの硬度があります。あの、蛍石が４でダイヤモンドが１０のやつです。さまざまな種類の結晶についてモースの硬度が調べられているようですが、一番身近な結晶といえる水の氷の硬度がどのくらいなのか、ネット上を探してみても見当たりませんでした。 予想としては、石膏が削れて銅板が削れそうにないので、だいたい３くらいかと思いますが、温度によって大きく違うような気もします。もしご存知の方や、それが分かりそうな文献に心当たりのあるかたは、ご教示おねがいしますm(__)m
- ベストアンサー
- 物理学
- 氷河が山腹を削るとは？
地理の教科書には、氷河は山腹を削ってフィヨルドやアルプスの地形を作るとあります。 しかし、氷のモース硬度は温度で可変し、0℃のときは1.5、-70℃のときは6だそうですが、 氷河はマイナス30度以下到達することはほとんどないそうなので、 おそらく氷河のモース硬度6よりは小さいのでしょう。 ところが、石英や斜長石、正長石のモース硬度は少なくとも6以上です。 これでは、教科書の説明の「氷が山腹を削る」という意味では、氷の方ばかり削れて、 石英、斜長石などの堆積岩が主体の山腹は、いつまでたっても削れません。 この「氷河は山腹を削って・・・」云々の真相はいったいどうなっているのでしょう？ むしろ、この場合には靭性パラメーターの方で考えた方がベターでしょうか？ そこで、氷河が山腹を削るときに、実は一番影響が大きい効果は？ 1．傷の付き易さ（モース硬度） 2．靭性（ビッカース硬度） 3．化学的作用（水による加水分解→長石からカオリンに変化する効果） 4．その他 1から4の中で、いったいどれが最も効果的に働いているのでしょうか？ 「氷河が山肌を削る」という表現に違和感を感じるわたすくですので、 どなたかお詳しい方、その点を教えて頂けるととても嬉しいです。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 科学
- 雑学に入ると思います
以前、何かの番組でダイヤモンドは物質のなかで一番硬度が高いのにかなづちで割れると聞きました。なんか矛盾してて意味がわかりません。だったら、かなづちで割れない鉄の塊のほうが硬度があるのではないですか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 物質の硬さ2
以前の質問では質問の仕方が悪かったためかよくわかりませんでした。 そのため質問の内容を変えます。 物質の硬さを調べたいのですが（下記表示）、 物質Aでできた剣（斧でも槍でも）と物質Bでできた盾（鎧） か 鉄砲に打ち出された物質Aでできた鉄砲の玉 と 物質Bでできた板 か 大砲に打ち出される物質A大砲の弾 と 物質Bでできた戦車 にぶつけた時に壊れない方はどちらなのでしょうか？ そのどちらが壊れないかの硬さの数値を知りたいのでどうしたら調べられますでしょうか？ もちろん打ち出す速度や角度などの諸条件も設定しないといけませんでしょうが、どちらが硬いのかの数値がほしいのです。 物質はこんな感じです ○自然素材 藁・竹・木（特にないなら杉の気）・樫・花（薔薇でも百合でも何でも）・紙（画用紙）・綿・絹・皮・砂・泥・石（そこら辺に落ちている）・岩（そこら辺に落ちてる）・珊瑚・肉（哺乳類）・殻（鳥卵）・骨（哺乳類）・甲羅(亀)・鱗（蛇）・羽（鳥）・水（スライム）・瘴気 ○合成素材 お菓子（特にクッキー）・ケーキ（ショート）・チョコレート・カレールー・アリの巣・蜂の巣・紐・合成糸・合成繊維・縄・磁石（ネオジム）・レンガ・ガラス（窓）・強化ガラス・防弾ガラス・ゴム・蝋・プラスチック・ダイナマイト・ナパーム ○金属 鉛・銅・鉄・鋼・ウラン・チタン ○装飾素材 銀・金・白銀・琥珀・水晶・大理石・ダイヤモンド・ルビー・サファイア・エメラルド・アメジスト・アクアマリン・スピネル（バラスルビー）・トパーズ（OH）・オニキス・オパール です。 （）は基準がなかったら参考にしてください。 何でこんなのを調べたいんだ？ と疑問に答えるならゲームでデーターの値を使いたいからです。 ゲームだから勝手に値を作ればいいのでしょうが、いい加減な値ではなくちゃんと現実に沿った値を扱いたいのですよ。 ですので変な素材が並んでるかもしれませんが気にしないでください
- 締切済み
- 科学
- 透明とは、どういうこと？
ガラスの板と鉄の板があります。 どちらも、原子、電子、素粒子等で満たされています。 しかし、鉄は見えるのに対し、ガラスの方は、存在しないかの様に向こう側が見えます。 これは、どういう事でしょうか？ 光子が、ガラス（水、氷、ダイヤモンド・・）の方だけすり抜けるのは何故ですか？ 透明とは、どういう事ですか？ 回答お願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 全硬度と電気伝導率の関係
はじめまして。 土壌の分析をしているのですが、時々、全硬度の値が電気伝導率の値よりも高い値を示す検体があります。 いろいろ調べてみると、全硬度の分析時の妨害物質としてFeO、Niが挙げられているのですが、検体の色により、鉄が多量に含まれているとは考えにくいのです。 また、仮にそれらの物質が含まれているとしても、全硬度が電気伝導率より高い値を示すことには関係がないと思われます。 どういったことが原因になっているのでしょうか。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 化学の問題なのですが、答えがのってないために解答がわかりません。
化学の問題なのですが、答えがのってないために解答がわかりません。 どなたか正確な解答を作っていただけないでしょうか？ 例題１． 以下の物質を(A)混合物、(B)単体、(C)化合物に分類せよ。 １．海水 ２．ダイヤモンド ３．オゾン ４．ステンレス ５．塩化ナトリウム ６．酸素 ７．岩石 ８．フラーレン ９．鉄 １０．二酸化炭素 １１．にがり １２．１８金 １３．２４金 １４．しんちゅう １５．セメント １６．ガラス あと、合金は混合物であってますでしょうか？ 宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 浸透圧及び吸収について
「スポーツドリンクは私たちの体液の浸透圧よりもやや低く調整されているために、ただの水よりも胃腸での吸収が早いということです。」という説明文がありました。ここで、疑問を感じました。上文の「ただの水よりも胃腸での吸収が早いということです。」という所です。浸透圧を考えた場合、水に物質が含まれている溶液よりも真水の溶液の方が最も早く移動すると思うのですが、いかがでしょうか？私は「ただの水よりも胃腸での吸収が早い物はない」と考えます。物理学だけではなく、生物学にも関係するかもしれませんが、どうぞ宜しくお願い致します。
- 締切済み
- 物理学
- 【日本のトリチウム水の処理の不思議】 日本政府「
【日本のトリチウム水の処理の不思議】 日本政府「トリチウム水は濾過されており十分にそのままで飲めるトリチウム量になっており飲もうと思えば飲める水です」 反トリチウム水海洋放出反対派「トリチウム水が飲める水なら岸田総理大臣が、かいわれ大根がO-157の原因とされたときにかいわれ大根を食べてO-157と関係ないことを総理大臣が自ら食べて国民を安心させた総理大臣と大違いだな。岸田総理大臣は駄目だ」 トリチウム水海洋放出賛成派「トリチウム水はただの水やぞ。反対派はアホやろ」 反対派「トリチウムは水だが、放射線を浴びたトリチウムは水のトリチウムとは違う」 賛成派「トリチウムはトリチウムやぞ」 反対派「トリチウム水と言っているがトリチウムは安全だがトリチウム以外の有害な物質は検査していない」 賛成派「トリチウム以外の有害な物質と思われる物質の検査をして取り除いている。人体に関係ない物質を検査していないだけだ」 反対派「その安全というトリチウム水で動物や植物を育てて安全だったという実験はしたのか」 賛成派「・・・」 反対派「なぜ実験データの結果を公表しない。安全だったら公開すれば国民は安心するのになぜ公開しない」 賛成派「動物や植物の実験は人間の人体への影響と関係がない」 反対派「なぜ処理したトリチウム水がただの水ならそのトリチウム水で冷却しない？なぜ海洋放出する？ただの水なら、そのトリチウム水を再利用すれば良いのになぜ海洋放出するのか。危険物質を含んでいるので再利用出来ないのでは？トリチウム水を再利用して冷却しない理由はなんですか？」 賛成派「・・・」 質問： なぜ冷却に大量の海水が必要で、大量の海水を使って出来た放射能汚染水を安全に処理したトリチウム水がただの水になったのなら、トリチウム水を海洋放出せずに、大量に必要な冷却水として再循環させれば良いのにただの水を海洋放出するのですか？安全なら冷却水として再利用すれば良いだけのはずです。 再循環、再利用出来ない理由を教えてください。すでに処理したら濾過でただの水＝トリチウム水にまで科学の力で出来てタンクにもう汲み上げて貯まっているのにわざわざ陸にあるただの水を使わず、ただの水を海洋放出して、ただの海水を海から汲み上げるのでしょう？塩分もなく錆びにくい真水のトリチウム水が眼の前にありますよね？ただの飲める水なんですよね？
- ベストアンサー
- 化学
お礼
時間がないのでこの場を借りて返信しますね。 皆様ありがとうございました。 意見を聞くと困りましたね。 どれが硬いかを調べるのに測定法がいろいろあるようでどうやって調べていいか余計にわからなくなりました。 そのため、さすがに時間がたってるためこの質問を継続することは難しいでしょうから改めて硬さの調べ方の質問をしてみますね。 今度はどのようなものをどんな風に使って調べたいかを質問してみます。 皆様ありがとうございました。