山梨大学電子シラバス−授業データ

授業科目名

水理学及び演習第一

時間割番号

TCE214

担当教員名

相馬　一義／松浦　拓哉

開講学期・曜日・時限

前期・月／木・III／II

単位数

＜対象学生＞

(未登録)

＜授業の目的＞

水理学は水に関する力学であり，水に関連する構造物の計画・設計・管理などの実務に必須の学問である．また，河川工学，水文学，衛生工学などの応用工学を学ぶ前に履修すべき重要な授業科目である．本科目では，水の基礎的物理的性質と静水の力学的理論及び管路流・開水路流の計算方法について学習する．

＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）

工学部>土木環境工学科向け

記号	コンピテンシー（能力・資質）					説明
CE-A	専門	(C)専門基礎学力				土木材料・力学一般、構造工学・地震工学、地盤工学、水工水理学、交通工学・国土計画、土木環境システムの基礎を理解して、これを説明することができる。	◎
CE-B	専門	(E)学習および問題解決能力				演習科目・研究を通して、自発的・継続的に学習し、問題解決に取り組むことができる。	◎

＜到達目標＞ 到達目標とは

目標NO	説明	コンピテンシーとの対応
目標NO	説明	CE
1	(1)水理学の基礎となる水の力学的特性，流れ方の違い，水理学で用いる単位，水理学独特のエネルギーに関する概念などについて説明できること．	CE-A
2	(2)静止している水について，水中の平面に働く水圧の強さと作用点の位置を計算でき，かつ浮体の安定を判定できること．	CE-B
3	(3)完全流体の概念を説明でき，管路の完全流体の流れの流速，水圧などをベルヌーイの定理により計算できること．	CE-B
4	(4)運動量についての基礎方程式を説明でき，それを用いて流水により壁に働く力，跳水現象などについて計算できること．	CE-B
5	(5)開水路の流れをエネルギー的に扱うときの基礎的考え方，開水路の流れの分類，比エネルギーと水深の関係などを説明でき，開水路の流れの水深，流速などを計算できること．	CE-A
6	(6)演習問題・小テストを通じて，水の流れや力学等の水理学に関する基礎知識を説明できること．	CE-A
7	(7)演習問題・小テストを通じて，静水圧やベルヌーイの定理に関する基礎的事項を説明できること．	CE-B

＜成績評価の方法＞

目標No	割合	評価の観点
1	15%	中間評価により授業内容の理解度を確認する．
2	30%	中間評価により授業内容の理解度を確認する．
3	15%	総括評価により授業内容の理解度を確認する．
4	15%	総括評価により授業内容の理解度を確認する．
5	15%	総括評価により授業内容の理解度を確認する．
6	3%	小テストにより授業内容の理解度を確認する．
7	7%	小テストにより授業内容の理解度を確認する．
合計	100%

＜授業の方法＞

・講義は可能であれば対面形式で行い、Moodle上に関連資料をアップロードする。
・対面形式での講義に際してはマスクの着用、学生間の距離、換気、手指消毒等対策を徹底する。
・状況によっては対面形式の講義をTeams等による双方向ライブ講義やMoodleでの動画視聴に切り替える可能性がある。

・本講義は分担科目であり，相馬が１～６と２２～３０、宮沢が７～２１の講義を行う．
・大学１年生までの微分・積分学の意味とその活用方法，質点力学の基礎に関する知識がないと受講が困難である．また毎回の講義に対する予習・復習が重要である．

＜受講に際して・学生へのメッセージ＞

水を力学的に扱うときの基礎となる考え方，及びそれを各種問題に適用する方法について講義する(学習・教育目標Cに対応)．
また、演習を通じて、学習及び問題解決能力を養う(学習・教育目標Eに対応)

＜テキスト＞

玉井信行、有田正光ほか, 大学土木　水理学　改訂2版, オーム社, ISBN:9784274216732,
(過年度生もこの教科書を購入すること)

＜参考書＞

(未登録)

＜授業計画の概要＞

1	タイトル	１．解析法　次元と単位　水頭
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	水理学の基礎となる力学的考え方，水理学で用いる単位，水理学独特のエネルギーに関する概念について説明できるようにする．
2	タイトル	２．水の性質とふるまい　層流と乱流
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	水の力学的特性とそれによる基本的流れの違い，層流と乱流について説明できるようにする．
3	タイトル	３．演習（１，２）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	１，２に関する演習・小テストに取り組む．
4	タイトル	４．静水圧（水圧の測定，マノメータ）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	静止している水について水圧の強さを測定する方法の原理と実際について説明できるようにする．
5	タイトル	５．断面モーメント
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	水中の物体の各面に働く全水圧を計算するときの基礎となる断面モーメントについてその概念と具体的算出方法を説明できるようにする．
6	タイトル	６．演習（４，５）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	４，５に関する演習・小テストに取り組む．
7	タイトル	７．水平および鉛直な平面に働く水圧
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	水平および鉛直な平面に働く水圧を求める公式に関する基礎概念，公式の利用方法について説明できるようにする．
8	タイトル	８．傾いた平面に働く水圧
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	傾いた平面に働く水圧を求める公式に関する基礎概念，公式の利用方法について説明できるようにする．
9	タイトル	９．演習（７，８）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	７，８に関する演習・小テストに取り組む．
10	タイトル	10．曲面に働く水圧
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	曲面に働く水圧を求める公式に関する基礎概念，公式の利用方法について説明できるようにする．
11	タイトル	11．浮力・浮体の安定
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	水中にある物体に働く浮力とそれが浮体の安定にどのように関係するか，また浮体が安定かどうかをどのようにして判定するかを説明できるようにする．
12	タイトル	12．演習（10，11）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	10，11に関する演習・小テストに取り組む．
13	タイトル	13.前半のまとめ
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	１～12に関するまとめと演習に取り組む．
14	タイトル	14.前半の演習
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	１～12に関するまとめと演習に取り組む．
15	タイトル	15.中間評価および解説
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	１～12に関するまとめと中間試験に取り組む．
16	タイトル	16．完全流体と実在流体　ベルヌーイの定理
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	完全流体の概念，および完全流体に適用できるベルヌーイの定理について説明できるようにする．
17	タイトル	17．ベルヌーイの定理の例題
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	ベルヌーイの定理を各種問題に適用する場合の基礎的考え方を説明できるようにする．
18	タイトル	18．演習（16，17）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	16，17に関する演習・小テストに取り組む．
19	タイトル	19．ベルヌーイの定理の応用１
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	ベルヌーイの定理を水槽からの流出に関する問題に適用する場合の考え方を説明できるようにする．
20	タイトル	20．ベルヌーイの定理の応用２
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	ベルヌーイの定理をベンチュリ計等に適用する場合の考え方を説明できるようにする．
21	タイトル	21．演習（19，20）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	19，20に関する演習・小テストに取り組む．
22	タイトル	22．運動量の定理
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	運動量についての基礎方程式，各種問題に適用する場合の基礎的考え方について説明できるようにする．
23	タイトル	23．運動量の定理の応用
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	運動量についての基礎方程式を壁に働く力を求める問題などに適用する場合の基礎的考え方について説明できるようにする．
24	タイトル	24．演習（22，23）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	22，23に関する演習・小テストに取り組む．
25	タイトル	25．跳水
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	運動量についての基礎方程式を開水路の跳水の問題に適用する場合の基礎的考え方について説明できるようにする．
26	タイトル	26．開水路の流れの分類　比エネルギー　常流・射流
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	開水路の流れをエネルギー的に扱うときの基礎的考え方，開水路の流れの分類について説明できるようにする．
27	タイトル	27．一定の流量に対する比エネルギーと水深の関係など
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	開水路の流れでの比エネルギーと水深の関係などを説明できるようにする．
28	タイトル	28．演習（25，26，27）
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	25，26，27に関する演習・小テストに取り組む．
29	タイトル	29.後半のまとめと演習
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	16～28に関するまとめと演習に取り組む．
30	タイトル	30.総括評価・まとめ
	事前学習事後学習	＊予習：教科書の該当ページを読み、講義の要点となる考え方や計算式などを確認する＊復習：講義で行った例題などを自力でもう一度解き、演習・小テストで解けるようにしておく
	授業内容	16～28に関するまとめと期末試験に取り組む．

＜JABEEプログラムの学習・教育目標との対応＞

《土木環境工学科》
(C) 専門基礎学力　土木材料・力学一般、構造工学・地震工学、地盤工学、水工水理学、交通工学・国土計画、土木環境システムの基礎を理解して、これを説明することができる。	◎
(E) 学習および問題解決能力　演習科目・研究を通して、自発的・継続的に学習し、問題解決に取り組むことができる。	◎

＜備考＞

本授業の科目は、以下のような位置づけである。
水理学及び演習第一→水理学第二・（土木環境科学実験）→水文学→総合河川学