技術士 第一次試験 基礎科目 4群 材料・化学・バイオ 練習問題 第3問: 固体材料に引張りの荷重を加えたときの弾性に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。

「比例の限界を超えても弾性の限界までは、比例しないが荷重を除けば元に戻る」が適切です。OpenStax University Physics Volume 1 §12.4によると、荷重を0から増すと応力とひずみは比例の限界まで比例し、その先の弾性の限界までは比例しない関係になりますが、まだ弾性の範囲で、荷重を除けば元に戻ります。

弾性の限界は、それを超えると荷重を除いても永久変形が残る応力の値で、そこから先は塑性変形です。破断はさらに先の破断点で起こります。

ゴムは弾性率が低く弾性の限界が高いので、伸ばしやすく、大きく伸ばしても元に戻ります。ゴムのような材料は弾性の限界を超えると、ひずみが増すほど応力も増して伸ばしにくくなり、やがて破断します。

ひずみが増すほど応力が下がり変形しやすくなるのは、延性のある金属です。