断面積の意味は?四角(長方形)や円筒(配管)や円柱の断面積の計算方法(求め方)は?単位はmm2?【水平断面と鉛直断面(垂直断面)】

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科学的な解析を行う時や、ビジネスにおいてよく専門用語が出てくることがあります。

これらの科学用語やビジネス用語を理解していないと各処理ができないことが多く、きちんと理解しておくことが大切です。

たとえば、質量、重量を計算するときなどに断面積という言葉がでてきますが、この意味について理解していますか。

ここでは、これら断面積の意味や、長方形、円柱、円筒の断面積の求め方、鉛直断面と水平断面の違いについて解説していきます。

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断面積の意味をわかりやすくいうと?単位はmm2 ?水平断面と鉛直断面(垂直断面)の違いは?

まず断面積とは、言葉の通りある物体を切断した際に現れる平面の面積を意味しています。

なお、基本的に断面積というと細長い物体の場合、その長手方向に垂直となるように切った際の面積を表すことが多いです。
後に詳しく解説しますが、その物体の特徴がよりわかる切り方をして現れた平面の面積と捉えるといいです。

また、難しい言い方では、このように長手方向に対して垂直に切った断面を垂直断面(鉛直断面)とよび、長手方向に沿って切った断面を水平断面と分けて呼ぶことがあることも覚えておきましょう。

断面積の単位はmm2(平方ミリメートル)で表すことが多い

なお、図面等の表記として単位はmmで表すことが多いため、断面積の単位としてはmm2で示すケースが多いです。

ただ、他の面積の単位であるm2(平方メートル)やcm2(平方センチメートル)などで表示することもよくあります。

断面積の大きさに応じて使い分けていきましょう。

直方体(断面は長方形(四角))や円柱や円筒(配管)の断面積の求め方(計算方法)

なお、断面積の扱いに慣れるためにも以下で代表的な形状の一般的な断面積(垂直断面積)の求め方について確認していきます。

直方体(断面は長方形(四角)の断面積の求め方

それでは、計算問題にて直方体の断面積を計算していきましょう。

、例題1

ある幅10mm、高さ8mm、奥行き20cmの角材があります。この断面積はいくらと計算できるでしょうか。

、解答

まず、直方体の断面(垂直断面)は長方形(四角)になります。

よって、10 × 8 = 80mm2が断面積と求められるわけです。

円柱の断面積の求め方

続いて、円柱の鉛直断面積を計算していきましょう。

、例題2

直径10mm、奥行き15cmの円柱があります。この断面積はいくらと求められるでしょうか。

、解答2

このとき、円柱の断面(垂直断面)は円になることを活用します。

よって、5 × 5 × 3.14 = 78.5mm2が円柱の断面積と計算されました。

円筒(配管)の断面積の求め方

さらに、円筒形状の断面積も計算していきましょう。

、例題3

外径12mm、内径8mm、奥行き25cmの配管があります。この断面積はいくつと求められるでしょうか。

、解答3

この場面で、円筒の断面(垂直断面)は中空円になることを使用します。

よって、12 × 12× 3.14 – 8 × 8 × 3.14=251.2mm2が円筒の断面積と計算されました。

まとめ

ここでは、断面積の意味や、水平断面と垂直断面の違い、直方体、円柱、円筒の断面積の求め方について確認しました。

断面積とはわかりやすくいうとある材料をある平面で切断した際に出る平面の面積を指します。

一般的には、特徴ある面に切ったものを断面積とすることが多いです。

なお、細長い部材において、長手方向に切った断面は水平断面、垂直方向に切ったものを垂直断面とよびます。基本的には、垂直断面のことを断面積と呼ぶ割合が高めです。

また、断面積の単位としてはmm2を使うことが多いですが、こだわる必要はなくm2やcm2等大きさに応じて使い分けるといいです。

断面積の意味等を理解し、各解析等に活用していきましょう。

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