平成２８年度 技術士一次試験 機械部門択一（34) クエット流れ

平成28年度 技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説です。

技術士一次試験だけでなく、JABEE認定大学の機械工学科の皆さんにも活用できる内容になっていると思います。

お役に立てれば幸いです。

JABEE ｜一般社団法人 日本技術者教育認定機構｜世界で通用する技術者」になるための学びが、ここに。 から引用

技術者を育成する教育プログラムを「技術者に必要な知識と能力」「社会の要求水準」などの観点から審査し、認定する非政府系組織です。“教育プログラム”は認定の対象とする教育の主体のことで、通常、工学・農学・理学系の学科あるいは学科内のコースに対応します。

中略

• 認定プログラムの修了生は、国家資格である技術士の第一次試験が免除されます。

 

問題34 下図のように,水平な床の上に厚さ0.5mmの水膜がある。その上に重さの無視できる0.5m×0.5mの平板を浮かべ, 水平方向に0.4m/sの速さで動かす。このとき,平板を動かすのに必要な動力に最も近い値はどれか。

ただし,水の粘度は1.0×10^-3 Pa・sであり,水膜内の流れは層流として,端部及び付加質量の影響は無視できるものとする。

技術士会問題抜粋

 

① 0.08 W

② 0.2 W

③ 8 W

④ 20 W

⑤ 80 W

 

～～～～～～～～～～

技術士会の正答は、①でした。

 

せん断応力τは、

　τ＝μU/H

ここで、μは粘度、Uは平板を動かす速度、Hは水膜厚さです。

また、荷重Fは、せん断応力のかかる面積をAとして、

　τ＝F／A

で表せる。

 

次に動力Wは、

　W＝F・U

ですので、

式を統合して、

　W＝ μU/H×A×U

　　＝ 1.0×10^-3 Pa・s  ・0.4m/s÷（0.5mm/1000）  × （0.5m×0.5m）× 0.4m/s

　　＝1.0・0.4^2/0.5×0.25

　　＝0.08W

　

と解答①に一致しましたね。

 

JSME流体力学P3～4を参照しました。

 

一次試験は、とにかく過去問を繰り返し解くことが、合格への近道です。

頑張ってください。