連続体力学
連続体力学 (れんぞくたいりきがく) は固体と流体(液体、気体)を扱う物理学の分野。対象を巨視的にとらえ、基本的に空間微分可能な連続体と考える。物体の内部の各点における力学的な関係式を元に、物体の変形・流動、波動の伝播、エネルギーの変換等を論じる。
連続体力学で使われる概念は、原理的には、対象の組成によらないので応用範囲が広い。例えば、材料工学で材料の機械的性能を論じるときに、組成の異なる材料の比較を連続体力学の言葉で行なうことができる。
連続体の分類
連続体は固体と流体に分類される。固体は物体中のある点と隣接する点との位置関係が保たれるものをいう。流体ではその位置関係は保たれない。固体は、力を加えている間だけ変形し力を除くと形が元に戻る弾性体と、力を除いても変形が元に戻らない塑性体に分類される。
流体の分類である気体と液体は、連続体力学の巨視的な視点では本質的な違いはない。分子レベルまで微視的に見ると、分子に分子間力を振り切るだけの運動エネルギーがなく分子同士が常に隣接しているのが液体であり、運動エネルギーが十分大きく分子が自由に運動しているのが気体である。結果として、液体は圧縮性が小さく(密度の変化が小さく)、非圧縮性流体として扱われることが多い。一方、気体の体積は圧力によって大きく変わる(密度の変化が大きく無視できない)。
剛体は力を加えても全く変形しない固体である。連続体の一種であり弾性体の特殊な場合と考えられるが、変形に伴う話題がないので普通は連続体力学では扱われない。
