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授業科目名
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担当教官
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水理学及び演習第一
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石平 博
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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| 264311 A | 4 | C1 | 2 | 前期 | 月／火 | I／III |
| ［概要］ | ||||||
| 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動きのない水の力学的理論及び計算方法について学習する． | ||||||
| ［具体的な達成目標］ | ||||||
| (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． (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． (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． (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． (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． |
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| ［必要知識・準備］ | ||||||
| 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． | ||||||
| ［評価基準］ | ||||||
| 評価方法：２回講義１回演習というスタイルで授業を行う．演習とは小テストのことであり，成績に加味される．演習の成績によっては付加的にレポートを課すことがある．水理学は積み重ねて理解する学問であるので，期限を過ぎたレポートは受理しない．演習と中間試験および期末試験で評価を行う．評価は中間試験４：期末試験４：演習その他２の比率で行う．その際，出席回数が基準に到達していないものは試験の受験資格がない． 評価基準：上記の比率で算出した点が60点以上のものを合格とする． |
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| ［教科書］ | ||||||
| ［参考書］ | ||||||
| ［講義項目］ | ||||||
| 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． １．解析法 次元と単位 水頭 （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．水の性質とふるまい 層流と乱流 (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．演習（１，２） ４．静水圧（水圧の測定，マノメータ） （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．断面モーメント (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．演習（４，５） ７．水平および鉛直な平面に働く水圧 （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．傾いた平面に働く水圧 （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．演習（７，８） 10．曲面に働く水圧 （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．浮力・浮体の安定 （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．演習（10，11） 13．完全流体と実在流体 ベルヌーイの定理 （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．） 14．ベルヌーイの定理の例題 （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．） 15．演習（13，14） 16．ベルヌーイの定理の応用１ （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．） 17．ベルヌーイの定理の応用２ （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．） 18．演習（16，17） 19．運動量の定理 （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．） 20．運動量の定理の応用 （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．） 21．演習（19，20） 22．跳水 （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．） 23．開水路の流れの分類 比エネルギー 常流・射流 （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．） 24．一定の流量に対する比エネルギーと水深の関係など （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．） 25．演習（22，23，24） |
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| ［教育方法］ | ||||||
| ・２回講義１回演習というスタイルで授業を行う．演習とは小テストのことであり，成績に加味される． ・演習の成績によっては付加的にレポートを課すことがある． |
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| ［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］ | ||||||
| 教育目標の(C) 専門基礎学力の付与，(E) 学習および問題解決能力，(H) 目標達成能力に対し，水に関連する構造物の計画・設計・管理などに必要である水の基礎的物理的性質と動きのない水の力学的理論及び計算方法について理解させる． | ||||||
| ［その他］ | ||||||
| (未登録) | ||||||