流体におけるせん断応力とは？
せん断応力（τ）とは、流体内で隣り合う層が互いにずれて滑るときに生じる、単位面積あたりの接線方向の力のことです。水・空気・軽質油などのニュートン流体では、せん断応力は流れの中で速度が変化する割合に正比例します。この関係はニュートンの粘性法則として知られ、流体力学・潤滑・管内流れ・レオロジーの基礎となる重要な考え方です。
計算式
基本となる式は次のとおりです。
$$\tau = \mu \cdot \frac{du}{dy}$$
ここで \(\tau\) はせん断応力［パスカル、Pa = N/m²］、\(\mu\) は動粘度（絶対粘度）［Pa·s］、\(\frac{du}{dy}\) は速度勾配（せん断速度）［s⁻¹］を表します。速度勾配は、流れに垂直な方向の距離（dy、m）に対する流体速度の変化（du、m/s）の割合です。
計算ツールの使い方
流体の動粘度 μ、2 つの流体層間（または動いている板と静止面との間）の速度差 du、そしてそれらを隔てる間隔 dy を入力してください。ツールがせん断応力とせん断速度を算出します。すべての値を SI 単位で入力すれば、結果はパスカル（Pa）で表示されます。
計算例
水（μ = 0.001 Pa·s）が、間隔 dy = 0.01 m にわたって速度差 du = 2 m/s で流れているとします。せん断速度は \(2 / 0.01 = 200 \ \text{s}^{-1}\) となり、したがって $$\tau = 0.001 \times 200 = \mathbf{0.2 \ \text{Pa}}$$ となります。
よくある質問（FAQ）
非ニュートン流体にも使えますか？ いいえ。せん断速度に応じて粘度が変わるずり流動化（シアシニング）流体、ずり粘稠化（シアシックニング）流体、ビンガム流体などには、この線形法則は当てはまりません。
どの単位を使えばよいですか？ せん断応力をパスカルで得るには SI 単位（Pa·s、m/s、m）を使用してください。粘度をセンチポアズ（cP）で扱う場合は換算が必要です：1 cP = 0.001 Pa·s。
せん断速度とは何ですか？ せん断速度（du/dy）とは、流れに垂直な方向の距離に対して速度がどれだけ速く変化するかを示す量で、毎秒の逆数（s⁻¹）で表されます。
