令和元年度 技術士一次試験 機械部門択一(33)噴流が壁に及ぼす力の大きさ

令和元年度 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33 下図に示すように,密度ρの流体が流速V,断面積Aの噴流となって,曲面状の壁に衝突して2方向に均等に分かれている。噴流の流出方向は曲面に沿っている。重力と粘性の影響を無視するとき,噴流が壁に及ぼす力の大きさを表す式として,最も適切なものはどれか。

 

技術士会問題抜粋１

技術士会問題抜粋２

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技術士会の正答は、①でした。

 

流入による運動量は、水平方向右側を正とすると、

　Min＝ρV・VA

流出による運動量は、

　Mout＝ρV・VA・－cosθ

(三角関数はイメージだけで式化することが苦手です。)

 

この運動量の差が壁にかかる力なので、

　F＝MinーMout

　 ＝ ρV^2Aー（ ρV^2A・－cosθ）

　 ＝ρV^2A（１＋cosθ）

 

と解答①に一致しましたね。

 

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。