水力学Ａ

科目基礎情報

学校	宇部工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	水力学Ａ
科目番号	0060	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: 1
開設学科	機械工学科	対象学年	4
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	専門基礎ライブラリー　「流体力学」　金原ら著　(実教出版)
担当教員	冨永 彰

到達目標

第3学期開講
到達目標は、以下のとおりである。　(1)密度、比容積、圧縮率、表面張力、圧力、圧力による力の算出とそれらの応用問題を解ける。（2）液柱と圧力の関係を説明でき、ニュ－トンの粘性法則の応用問題が解ける。（3）層流と乱流、定常流と非定常流を説明できる。流量の算出、連続の式とベルヌーイの定理を用いた応用問題を解ける。

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	最低限の到達レベルの目安(可)	未到達レベルの目安
評価項目1	密度、比容積、圧縮率、表面張力の算出とそれらの応用問題を解ける。ニュ－トンの粘性法則関連の応用問題が解ける。	密度、比容積、圧縮率の算出とそれらの問題を解ける。ニュ－トンの粘性法則の関連問題が解ける。	密度の算出とそれらの基礎的な問題を解ける。ニュ－トンの粘性法則関連の基礎的な問題が解ける。	密度の算出とそれらの基礎的な問題を解けない。ニュ－トンの粘性法則関連の基礎的な問題が解けない。
評価項目2	圧力、圧力による力の算出とそれらの応用問題を解ける。液柱と圧力の関係を説明できる。 層流と乱流、定常流と非定常流を説明できる	圧力、圧力による力の算出とそれらの問題を解ける。液柱と圧力の関係を説明できる。 層流と乱流を説明できる。	圧力の算出とそれらの基礎的な問題を解ける。液柱と圧力の関係を簡単に説明できる。 層流と乱流を簡単に説明できる。	圧力の算出とそれらの基礎的な問題を解けない。液柱と圧力の関係を簡単に説明できない。 層流と乱流を簡単に説明できない。
評価項目3	流量の算出、連続の式とベルヌーイの定理を用いた応用問題を解ける。	流量の算出、連続の式とベルヌーイの定理を用いた問題を解くける。	連続の式とベルヌーイの定理を用いた基礎的な問題を解ける。	連続の式とベルヌーイの定理を用いた基礎的な問題を解けない。

学科の到達目標項目との関係

JABEE (C) （数学・自然科学）

教育目標 （Ｅ）④ （解析能力）

教育方法等

概要:

これまでに学んできた力学などを基礎として、機械工学の基礎科目の一つである水力学について講義する．水力学とは，静止または運動している流体（気体や液体など）について圧力や力，流速，エネルギーなどの物理量を知ることによって，流体に関する実用上の問題を合理的に解決するための学問である．前半は静水力学を、後半は動水力学を中心に講義する。　　

授業の進め方・方法:

注意点:

水力学では、3学年までの数学や物理、工業力学の知識が必要です。水力学では、公式がでてきますが、それらを丸暗記するのではなく、覚える公式をなるべく少なくし、少ない公式から色々な公式を導き出せるように心がけて下さい。公式は、それが持っている物理的な意味を理解していなければ、的確に使用することができません。また、それらの公式が使える条件を知っていなければなりません。水力学を勉強するときは、日頃からそれらのことに充分に気を配っておくことが重要です。また、水力学では、自分で問題を解かなければ、なかなか実力がつきません。それもなるべく多くの問題を自分の頭で考えながら解くことを薦めます。分からない(疑問がある)ときは、なるべく早く質問をするようにして下さい。できるだけ授業中に質問をして下さい。質問をしそびれた時は、私の研究室に来てもらっても結構です。歓迎します。 また、自学自習の習慣をしっかり身に付けて下さい。 水力学でも反復練習は必要です。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	はじめに/水力学とは、圧力の単位	講義の概要とその進め方および評価方法と評価基準について説明する。圧力の単位（圧力とは、標準気圧、工学気圧）を説明でき、それらを応用問題を解くことできる。
		2週	流体の物理的性質	密度、比重、比容積、圧縮率、体積弾性率を説明でき、それらを関連問題に適用できる。
		3週	粘性	ニュ－トンの粘性法則、粘度と動粘度を説明でき、それらの関連問題を解くことができる。
		4週	表面張力、圧力	表面張力、圧力の定義（絶対圧力とゲージ圧力）、重力場における圧力を説明できる。
		5週	圧力	重力場における圧力に関する応用問題を解くことができる。
		6週	液柱と圧力	液柱と圧力の関係、液柱計(示差圧力計を含む)係を説明でき、それに関する応用問題を解くことができる。
		7週	固体壁面に働く圧力による力	固体壁面に働く圧力による平面に作用する力、圧力の中心を説明でき、それらに関する応用問題を解くことができる。
		8週	第3学期中間まとめ	第3学期中間まとめとして試験を実施する。
	4thQ
		9週	流れの状態、連続の式	層流と乱流、定常流と非定常流、流量、連続の式(質量の保存則)を説明できる。
		10週	連続の式(質量の保存則)	層流と乱流、定常流と非定常流、流量、連続の式(質量の保存則)を説明できる。
		11週	流体のエネルギーとベルヌーイの定理	流体のエネルギー(圧力・位置・運動のエネルギー)、ベルヌーイの定理について説明できる。
		12週	ベルヌーイの定理とその応用	ベルヌーイの定理に関する応用問題(トリチェリの定理、ピトー管による流速の測定など)を解くことができる。
		13週	ベルヌーイの定理とその応用	エネルギの出入りがある場合のベルヌーイの式を用いて応用問題を解くことができる。
		14週	ベルヌーイの定理とその応用	水槽の水面の降下時間に関する応用問題を解くことができる。
		15週	第3学期末試験	第3学期末試験
		16週	答案返却、解答、授業評価アンケート	試験答案を返却し解答を説明する。　全体の学習事項のまとめを行う。また授業評価アンケートを実施する。

評価割合

	試験	レポート	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	20	0	0	0	0	100
知識の基本的な理解	80	20	0	0	0	0	100
思考・推論・創造への適用力	0	0	0	0	0	0	0
汎用的技能	0	0	0	0	0	0	0