到達目標
１．重力単位系からSI単位系への換算ができるようになる。（A-3）
２．水深と圧力の関係、パスカルの原理、アルキメデスの原理を応用して圧力の静力学問題を解けるようになる。（A-3）
３．連続の式を応用して一次元流れの問題を解けるようになる。（A-3）
４．ベルヌーイの定理を応用して一次元流れの問題を解けるようになる。（A-3）
５．運動量方程式、抗力と揚力の式を応用して流体が物体に及ぼす力の問題が解けるようになる。（A-3）
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（到達目標１） | 重力単位系からSI単位系への換算を説明できる | 重力単位系からSI単位系への換算を理解できる | 重力単位系からSI単位系への換算を理解できない |
| 評価項目2（到達目標２） | 水深と圧力の関係、パスカルの原理、アルキメデスの原理を応用した圧力の静力学問題を説明できる | 水深と圧力の関係、パスカルの原理、アルキメデスの原理を応用した圧力の静力学問題を理解できる | 水深と圧力の関係、パスカルの原理、アルキメデスの原理を応用した圧力の静力学問題を理解できない |
| 評価項目3（到達目標３） | 連続の式を応用した一次元流れの問題を説明できる | 連続の式を応用した一次元流れの問題を理解できる | 連続の式を応用した一次元流れの問題を理解できない |
| 評価項目4（到達目標４） | ベルヌーイの定理を応用した一次元流れの問題を説明できる | ベルヌーイの定理を応用した一次元流れの問題を理解できる | ベルヌーイの定理を応用した一次元流れの問題を理解できない |
| 評価項目5（到達目標５） | 運動量方程式、抗力と揚力の式を応用した流体が物体に及ぼす力の問題を説明できる | 運動量方程式、抗力と揚力の式を応用した流体が物体に及ぼす力の問題を理解できる | 運動量方程式、抗力と揚力の式を応用した流体が物体に及ぼす力の問題を理解できない |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-3
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教育方法等
概要:
水力学分野における公式や定理の使い方を学ぶ。流体の基礎的な諸量，流体の静力学，流体の動力学，管路内の流れ，流量測定，流れが物体に及ぼす作用などについて，例題の解法と問題演習を中心に行い，演習を通して流体に発生する問題点を理解する。
授業の進め方・方法:
予備知識：質量保存の法則、エネルギー保存の法則、運動量保存の法則など力学の基本法則と、高校数学（代数幾何、基礎解析、微積分）を理解し、関数電卓を使えること。
講義室：４M教室
授業形式：講義と演習、事前事後学習として課題を出す。
学生が用意するもの：教科書、ノート、電卓
注意点:
評価方法：4回の定期試験と授業中の発表で評価する。試験成績M1，発表点M2のとき、M1×(100-M2)/100＋M2を評点とし、60点以上が合格。四半期ごとのM2上限を一人当たり20点とする。
自己学習の指針：授業では、問題演習を中心に解説しています。授業中の演習において、自分が解けなかった問題を自己学習でもう一度解いてみてください。解けた問題をチェックしていき、定期試験前にチェックがついていない問題を集中的に勉強してください。
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
重力単位系と国際単位系 |
国際単位系の利点を説明できる。
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| 2週 |
密度と比重 |
流体の性質を表す密度と比重の定義と単位を説明できる。
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| 3週 |
圧縮性と粘性、気体の状態方程式 |
流体の圧縮性と粘性について意味を説明できる。
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| 4週 |
絶対圧とゲージ圧、水深と圧力の関係 |
絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。
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| 5週 |
液柱計マノメータとブルドン管圧力計 |
液柱計マノメータとブルドン管圧力計の計測原理を説明できる。
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| 6週 |
パスカルの原理と油圧機械 |
パスカルの原理を説明できる。
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| 7週 |
平面壁および曲面壁に働く液圧による力 |
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。
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| 8週 |
前期中間試験
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| 2ndQ |
| 9週 |
浮力および浮揚体の安定性 |
物体に作用する浮力を計算できる。
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| 10週 |
層流と乱流、レイノルズの実験 |
層流と乱流の違い、レイノルズ数を説明できる。
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| 11週 |
定常流れ、連続の法則 |
連続の式を用いて流速と流量を計算できる。
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| 12週 |
ベルヌーイの定理 |
ベルヌーイの定理の意味を説明できる。
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| 13週 |
ベルヌーイの定理（一次元流れ） |
ベルヌーイの定理を使って一次元流れの計算問題を解ける。
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| 14週 |
ベルヌーイの定理（分岐流れ） |
ベルヌーイの定理を使って分岐流れの計算問題を解ける。
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| 15週 |
トリチェリの定理、総合問題演習 |
トリチェリの定理が説明できる。
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| 16週 |
前期定期試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
粘性摩擦と直管の損失 |
ムーディ線図や各種近似式を用いて管摩擦係数を計算できる。
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| 2週 |
管路の形状変化による損失 |
拡大・縮小管、曲り管、弁などの管路要素の損失を計算できる。
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| 3週 |
諸損失を含んだ計算 その１ |
単純な管路構成において損失を含む一次元流れ計算ができる。
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| 4週 |
諸損失を含んだ計算 その２ |
複雑な管路構成において損失を含む一次元流れ計算ができる。
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| 5週 |
ポンプ全揚程、タービン仕事、動力 |
管路にポンプやタービンを含む場合の全揚程を計算できる。
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| 6週 |
各種機械要素の効率を考慮した必要動力の計算 |
ポンプ、モーター、継手の効率を考慮して揚水動力を計算できる。
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| 7週 |
管路内の流れに関する総合問題演習 |
ベルヌーイの定理に関する総合的な問題が解ける。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
噴流が平面板に及ぼす力 |
噴流が平面板に及ぼす力を計算できる。
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| 10週 |
噴流が曲面板に及ぼす力 |
噴流が曲面板に及ぼす力を計算できる。
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| 11週 |
発電用水車の動力 |
噴流が水車に及ぼす力と動力を計算できる。
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| 12週 |
ジェットエンジンの原理と推力の計算 |
ジェットエンジンの原理を説明できる。
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| 13週 |
流れの中の物体に働く抗力 |
流れの中の物体の働く抗力を計算できる。
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| 14週 |
流れの中の物体に発生する揚力 |
流れの中の物体に発生する揚力を計算できる。
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| 15週 |
キャビテーションとその発生原理 |
キャビテーションの発生原理とそれによる諸問題を説明できる。
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| 16週 |
後期期末試験 |
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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 | 90 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 90 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |