到達目標
1.流体の物理的性質,静止流体の静力学を理解し,説明できる.
2.流体運動の基礎理論を理解し,説明できる.
3.流体の物理的性質,静止流体の静力学,流体運動の基礎理論に関する事例を計算できる.
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 | 流体の物理的性質,静止流体の静力学を理解し,正しい語句を使用して詳細に説明できる. | 流体の物理的性質,静止流体の静力学を理解し,説明できる. | 流体の物理的性質,静止流体の静力学を理解していない.あるいは説明できない. |
評価項目2 | 流体運動の基礎理論を理解し,正しい語句を使用して詳細に説明できる. | 流体運動の基礎理論を理解し,説明できる. | 流体運動の基礎理論を理解していない.あるいは説明できない. |
評価項目3 | 流体の物理的性質,静止流体の静力学,流体運動の基礎理論に関してどのような応用例でも正しく計算できる. | 流体の物理的性質,静止流体の静力学,流体運動の基礎理論に関する事例を計算できる. | 流体の物理的性質,静止流体の静力学,流体運動の基礎理論に関する事例を計算できない. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
水力学は機械工学の基礎科目であり,一次元流れの力学である.静止または運動している流体について速度,力,エネルギなどの所要な物理量の関係を力学的な面から考える.本科目では1) 流体の物理的性質,2) 静止流体の静力学,3) 流体運動の基礎理論ついて学ぶ.また,これらの項目に関連する応用力を身に付ける.
授業の進め方・方法:
講義を中心とし,1回の授業ごとに前回の復習を行ってから次の内容の学習に入る.また,ある程度学習した時点でレポートを提出する.
注意点:
3年次までの数学や物理の知識を有することが望ましい.
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 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
流体力学の歴史や性質
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流体力学の歴史や性質を理解することができる
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2週 |
密度,比重量,比重 |
密度,比重量,比重を理解し,求めることができる
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3週 |
圧力 |
絶対圧,ゲージ圧,真空圧を理解し,求めることができる
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4週 |
圧縮率,体積弾性係数 |
圧縮率と体積弾性係数を理解し,求めることができる
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5週 |
粘度,動粘度 |
粘度と動粘度を理解し,求めることができる
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6週 |
パスカルの原理,オイラーの平衡方程式 |
パスカルの原理,オイラーの平衡方程式を理解し,静止流体の圧力変化を求めることができる
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7週 |
圧力の単位,マノメータ |
圧力の単位,マノメータの原理を理解し,圧力を求めることができる
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8週 |
【中間試験】 |
1-7週の授業内容について、中間試験を受けて、授業内容の理解度を確認する.
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4thQ |
9週 |
静止流体中の物体に作用する力 |
静止流体中の物体に作用する力とその作用点を理解し,それらを求めることができる
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10週 |
液体を入れた容器の運動 |
液体を入れた容器の運動を理解し,容器内の圧力を求めることができる
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11週 |
アルキメデスの原理 |
アルキメデスの原理を理解し,浮揚体の安定性の判定ができる
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12週 |
流れの運動 |
流れの運動を理解する
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13週 |
流線,流れの道筋,流管 |
流線,流れの道筋,流管を理解する
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14週 |
連続の式 |
一次元流れの連続の式を理解する
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15週 |
期末試験 |
9-14週の授業内容について、期末試験を受けて、授業内容の理解度を確認する.
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16週 |
テスト返却と解説 |
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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 | 機械系分野 | 熱流体 | 流体の定義と力学的な取り扱い方を理解し、適用できる。 | 4 | 後1 |
流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を理解し、適用できる。 | 4 | 後2,後4 |
ニュートンの粘性法則、ニュートン流体、非ニュートン流体を説明できる。 | 4 | 後5 |
絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | 後3 |
パスカルの原理を説明できる。 | 4 | 後6 |
液柱計やマノメーターを用いた圧力計測について問題を解くことができる。 | 4 | 後7,後10 |
平面や曲面に作用する全圧力および圧力中心を計算できる。 | 4 | 後9,後10 |
物体に作用する浮力を計算できる。 | 4 | 後11 |
定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | 後12 |
流線と流管の定義を説明できる。 | 4 | 後13 |
連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | 後14 |
層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | 後12 |
レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 4 | 後12 |
理想気体の圧力、体積、温度の関係を、状態方程式を用いて説明できる。 | 2 | 後3 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |