到達目標
静水力学では、物体に作用する全圧力、作用点、浮力、浮体の安定が計算できる。動水力学では、ベルヌーイの定理、連続の式、運動量保存則を管路等に適用し計算することができる。
①静水力学について理解する。②ベルヌーイの定理について理解する。③運動量方程式について理解する。
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
静水力学 | 静水力学について十分理解できる。 | 静水力学について理解できる。 | 静水力学について理解できない。 |
| 評価項目2
動水力学 | ベルヌーイの定理について十分理解できる。 | ベルヌーイの定理について理解できる。 | ベルヌーイの定理について理解できない。 |
| 評価項目3 | 運動量方程式について十分理解できる． | 運動量方程式について理解できる． | 運動量方程式について理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
静水力学では、次元、次元式について学習した後、圧力の３性質、全圧力、圧力の作用点、浮力、浮体の安定を学習する。動水力学では、完全流体として、エネルギー保存則（ベルヌーイの定理）、質量保存則（連続の式）、運動量保存則（運動量保存則）を基礎式の導出、問題演習を通して学習する。
授業の進め方・方法:
毎回の講義には、学習シートを用いて、その講義の目的（内容）を最初に示し、内容の理解度チェック項目をさまざま準備することで、理解度チェックを学生、教官双方向から可能とする。
注意点:
関連科目 水理学（4年）、河海工学（5年）、水理科学（専攻科1年）、応用水理学（専攻科2年）
成績評価：4回の試験の平均点×0.8＋レポート課題評価点（20点）
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
水理学基礎のガイダンスを行う。 |
水理学、流体力学では何を学ぶのか。また、学んで、どのような現象が理解できる。
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| 2週 |
次元、次元式、単位系を学習する。 |
物理量を次元式で表すことを学習する。LMT,LFT系の相違、絶対単位、工学単位について理解できる。
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| 3週 |
流体の物理的諸性質を学習する。 |
流体の密度、単位重量、圧縮性、粘性について理解できる。
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| 4週 |
圧力体験を学習する。 |
プリントを用いて、圧力体験について学習する。理解できる。
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| 5週 |
静水圧を学ぶ。 |
静水圧の強さ、静水圧の性質、絶対圧、ゲージ圧の相違について理解できる。
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| 6週 |
鉛直な平面に作用する静水圧 |
鉛直な平板に作用する全静水圧、圧力の作用点を理解できる。
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| 7週 |
液柱計（マノメーター） |
いろいろな液柱計の圧力の計算を理解できる。
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| 8週 |
静水力学の総復習 |
第１～7週までの総復習、演習問題を行う。
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験 |
次元式、圧力の性質、鉛直な平板に作用する力、液柱計の圧力を問う。
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| 10週 |
解答と傾斜した平板に作用する静水圧 |
傾斜した平板に作用する全静水圧、作用点について理解できる。
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| 11週 |
曲面に作用する静水圧 |
曲面に作用する全静水圧、作用点について理解できる。
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| 12週 |
傾斜した平板、曲面に作用する静水圧の計算演習 |
傾斜平板、曲面に働く静水圧について演習により理解できる。
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| 13週 |
浮力、アルキメデスの原理 |
浮力の導出、アルキメデスの原理について学習する。
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| 14週 |
浮体の安定計算の導出と演習 |
浮体の安定計算の基礎式の導出、演習について理解できる。
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| 15週 |
期末試験 |
傾斜した平板、局面に作用する全静水圧、作用点、浮力、浮体の安定について試験を行う。
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| 16週 |
答案返却など |
試験の解説をする。
浮体の安定計算を演習により理解できる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
浮体の安定計算の演習その2 |
浮体の安定計算を演習により理解できる。
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| 2週 |
相対的静止の問題 |
流体静力学の基礎式と等圧面について理解できる。
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| 3週 |
相対的静止の問題の演習 |
加速度の加わる流体の水面形を演習により理解できる。
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| 4週 |
完全流体の流れの基礎 |
完全流体の分類、流線、流跡線、流脈線について理解できる。
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| 5週 |
水の流れ（質量保存則）を学習する。 |
流体の時空間の運動の取り扱いについて学習する。その中でも、質量保存則である「連続の式」を理解できる。
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| 6週 |
オイラーの運動方程式を導出する。 |
完全流体の運動方程式であるオイラーの運動方程式を導出できる。
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| 7週 |
ベルヌーイの定理（エネルギー保存則）を学習する。 |
オイラーの運動方程式を積分して、ベルヌーイの定理を導出する。また、その演習ができる。
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| 8週 |
中間試験 |
相対的静止、完全流体の流れ、質量保存則、エネルギー保存則（ベルヌーイの定理）について試験を行う。
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| 4thQ |
| 9週 |
貯水槽から排出する管の圧力分布ピトー管等 |
試験の解説をする。ベルヌーイの定理、連続の式よりいろいろな流れについて流速、圧力等を計算できる。
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| 10週 |
ベンチュリ管、演習 |
連続の式、ベルヌーイの定理について、演習ができる。
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| 11週 |
運動量保存則 |
流体の運動量保存則を導出できる。
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| 12週 |
運動量保存則の演習１ |
平板に作用する力を計算できる。
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| 13週 |
運動量保存則の演習２ |
局面に作用する力を計算する。オリフィス板に作用する力を計算できる。
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| 14週 |
運動量保存則の演習３ |
運動量保存則の総復習ができる。（ベルヌーイ、連続の式も同時に用いる。）
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| 15週 |
期末試験 |
運動量保存則について、ベルヌーイ定理、連続の式も用いて理解度を確認する試験を行う。
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| 16週 |
答案返却など |
試験の解答と解説を行う。1年間の学習について質問時間を設ける。
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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 | 分野別の専門工学 | 建設系分野 | 地盤 | 土の生成、基本的物理量、構造などについて、説明できる。 | 4 | |
| 土の粒径・粒度分布やコンシステンシーを理解し、地盤材料の工学的分類に適用できる。 | 4 | |
| 土の締固め特性を説明できる。 | 4 | |
| ダルシーの法則を説明できる。 | 4 | |
| 透水係数と透水試験について、説明できる。 | 4 | |
| 透水力による浸透破壊現象を説明できる。 | 4 | |
| 土のせん断試験を説明できる。 | 4 | |
| 土のせん断特性を説明できる。 | 4 | |
| 土の破壊規準を説明できる。 | 4 | |
| 地盤内応力を説明できる。 | 4 | |
| 有効応力の原理を説明できる。 | 4 | |
| 土の圧密現象及び一次元圧密理論について、説明できる。 | 4 | |
| 圧密沈下の計算を説明できる。 | 4 | |
| ランキン土圧やクーロン土圧を説明でき、土圧算定に適用できる。 | 4 | |
| 基礎の種類とそれらの支持力公式を説明でき、土の構造物の支持力算定に適用できる。 | 4 | |
| 斜面の安定計算手法を説明でき、安全率等の算定に適用できる。 | 4 | |
| 飽和砂の液状化メカニズムを説明できる。 | 4 | |
| 地盤改良工法や液状化対策工法について、説明できる。 | 4 | |
| 地盤調査の分類と内容について、説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |
| 専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 80 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |