水力学

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 水力学
科目番号 0077 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械システム工学科 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 水力学、宮井善彦・木田輝彦・仲谷仁志、森北出版
担当教員 髙橋 章

到達目標

水・空気などの流体に関して、
①圧縮性、粘性などの性質がわかる。
②物体に作用する流体の圧力の計算ができる。
③物体に作用する流体の粘性力の計算ができる。
④流れの速度・流量の計算ができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1各授業項目の内容を理解し、応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
機械工学の重要科目の1つである水力学の各内容について学習する。
授業の進め方・方法:
中間試験は50分の試験を実施する。期末試験は50分の試験を実施する。
定期試験の成績を80%、小テストの成績を20%として総合的に評価し、60点以上を合格とする。
注意点:
それぞれの方程式について、成立条件を良く理解して覚える。問題に対しては、流体がどのような条件の下にあるのか、何を求めるのかを良く把握する。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 流体の性質(1) 流体の密度,比重,比体積
2週 流体の性質(2) 圧縮性と粘性
3週 流体の性質(3) 表面張力と毛管現象
4週 静止流体の力学(1) 大気による圧力,水による圧力
5週 静止流体の力学(2) 圧力の測定,U字管圧力計の計算
6週 静止流体の力学(3) 壁面に及ぼす液体の力
7週 前期中間試験内容の確認
8週 静止流体の力学(4) 浮力
2ndQ
9週 静止流体の力学(5) 浮揚体,メタセンタ
10週 水力学の重要法則(1) 連続の式
11週 水力学の重要法則(2) オイラーの運動方程式
12週 水力学の重要法則(3) ベルヌーイの式
13週 水力学の重要法則(4) ベルヌーイの式の応用
14週 演習問題 浮力,連続の式,ベルヌーイの式
15週 総括的な演習 これまで学習した内容を再確認する。
16週
後期
3rdQ
1週 水力学の重要法則(5) 運動量の法則と応用
2週 水力学の重要法則(6) 角運動量の法則とトルク
3週 流体の回転運動(1) 強制うずと自由うず
4週 流体の回転運動(2) 組み合わせうず,放射流れと自由うず
5週 粘性流体の流れ(1) 層流,乱流,レイノルズ数,管摩擦
6週 粘性流体の流れ(2) 層流の速度分布
7週 後期中間試験内容の確認
8週 粘性流体の流れ(3) レイノルズ応力
4thQ
9週 粘性流体の流れ(4) 乱流の速度分布
10週 粘性流体の流れ(5) ベルヌーイの式の拡張,ムーディ線図
11週 粘性流体の流れ(6) 水力勾配線とエネルギ勾配線
12週 粘性流体の流れ(7) 管路の断面変化に伴う損失
13週 粘性流体の流れ(8) 抵抗と揚力,境界層
14週 演習問題 損失ヘッド,境界層
15週 総括的な演習 これまで学習した内容を再確認する。
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の工学実験・実習能力機械系分野【実験・実習能力】機械系【実験実習】実験・実習の目標と心構えを理解し、実践できる。4
災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し、実践できる。4
レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。4
ノギスの各部の名称、構造、目盛りの読み方、使い方を理解し、計測できる。4
マイクロメータの各部の名称、構造、目盛りの読み方、使い方を理解し、計測できる。4
ダイヤルゲージ、ハイトゲージ、デプスゲージなどの使い方を理解し、計測できる。4
けがき工具を用いてけがき線をかくことができる。4
やすりを用いて平面仕上げができる。4
ねじ立て工具を用いてねじを切ることができる。4
アーク溶接の原理を理解し、アーク溶接機、アーク溶接器具、アーク溶接棒の扱い方を理解し、実践できる。4
アーク溶接の基本作業ができる。4
旋盤主要部の構造と機能を説明できる。4
旋盤の基本操作を習得し、外丸削り、端面削り、段付削り、ねじ切り、テ―パ削り、穴あけ、中ぐりなどの作業ができる。4
フライス盤主要部の構造と機能を説明できる。4
フライス盤の基本操作を習得し、平面削りや側面削りなどの作業ができる。4
ボール盤の基本操作を習得し、穴あけなどの作業ができる。4
NC工作機械の特徴と種類、制御の原理、NCの方式、プログラミングの流れを説明できる。4
少なくとも一つのNC工作機械について、各部の名称と機能、作業の基本的な流れと操作を理解し、プログラミングと基本作業ができる。4
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能日本語と特定の外国語の文章を読み、その内容を把握できる。4
他者とコミュニケーションをとるために日本語や特定の外国語で正しい文章を記述できる。4
他者が話す日本語や特定の外国語の内容を把握できる。4
日本語や特定の外国語で、会話の目標を理解して会話を成立させることができる。4
円滑なコミュニケーションのために図表を用意できる。4
円滑なコミュニケーションのための態度をとることができる(相づち、繰り返し、ボディーランゲージなど)。4
他者の意見を聞き合意形成することができる。4
合意形成のために会話を成立させることができる。4
グループワーク、ワークショップ等の特定の合意形成の方法を実践できる。4
書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。4
収集した情報の取捨選択・整理・分類などにより、活用すべき情報を選択できる。4
収集した情報源や引用元などの信頼性・正確性に配慮する必要があることを知っている。4
情報発信にあたっては、発信する内容及びその影響範囲について自己責任が発生することを知っている。4
情報発信にあたっては、個人情報および著作権への配慮が必要であることを知っている。4
目的や対象者に応じて適切なツールや手法を用いて正しく情報発信(プレゼンテーション)できる。4
あるべき姿と現状との差異(課題)を認識するための情報収集ができる4
複数の情報を整理・構造化できる。4
特性要因図、樹形図、ロジックツリーなど課題発見・現状分析のために効果的な図や表を用いることができる。4
課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。4
グループワーク、ワークショップ等による課題解決への論理的・合理的な思考方法としてブレインストーミングやKJ法、PCM法等の発想法、計画立案手法など任意の方法を用いることができる。4
どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。4
適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。4
事実をもとに論理や考察を展開できる。4
結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。4
総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。4
公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。4
要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。4
課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。4
提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。4
経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。4

評価割合

試験小テスト相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力80200000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000