令和6年度 後期 No.5論点:水理学重要度 B配点 1点未着手

ベルヌーイの定理の水頭名

これは2級土木施工管理技士 第一次検定 令和6年度 後期(2024年10月27日(日)実施) No.5の問題です。論点は「水理学」(重要度B・解答の形は四肢択一)。採点すると、解き方 2 手順・選択肢 4 つそれぞれの解説・引っかけの指摘が読めます。

下図の完全流体におけるベルヌーイの定理において,水頭名の次の組合せのうち,適当なものはどれか。

ただし,水の密度はρ,重力の加速度はg,断面①,②における平均流速はv1,v2,圧力の強さはp1,p2とし,一つの水平面を基準にとって断面①,②の基準面から流れの中心までの高さをz1,z2とする。

ベルヌーイの定理を説明する図。管路の中を左上の断面①(流速v1)から右下の断面②(流速v2)へ水が流れ,断面①と断面②の位置にそれぞれ鉛直の細い管(ピエゾメーター)が立っている。下端に基準面,上端に水平線がある。断面①側には,基準面から流れの中心までの高さz1を「(ハ)水頭 z1」,流れの中心からピエゾメーターの水面までの高さp1/ρgを「(ロ)水頭 p1/ρg」,ピエゾメーターの水面から上端の水平線までの高さv1²/2gを「(イ)水頭 v1²/2g」と示す。断面②側にも同様にz2,p2/ρg,v2²/2gを示す。基準面から上端の水平線までの高さを全水頭Heとしている。

解答欄

選択肢を 1 つ選んで「採点する」を押してください。

正解

正解:(1) (イ) 速度 ― (ロ) 圧力 ― (ハ) 位置

解き方

  1. ベルヌーイの定理は、完全流体の定常流で z+p/ρg+v²/2g=一定(全水頭He)が成り立つことを表す。zを位置水頭、p/ρgを圧力水頭、v²/2gを速度水頭という。
  2. 図の(イ)はv²/2gなので速度水頭、(ロ)はp/ρgなので圧力水頭、(ハ)はzなので位置水頭である。よって (1) が適当である。

選択肢ごとの解説

  1. (1)適当。(イ)速度水頭、(ロ)圧力水頭、(ハ)位置水頭である。
  2. (2)適当でない。(イ)v²/2gは速度水頭、(ロ)p/ρgは圧力水頭、(ハ)zは位置水頭である。
  3. (3)適当でない。(イ)は速度水頭、(ロ)は圧力水頭、(ハ)は位置水頭である。
  4. (4)適当でない。(ロ)p/ρgは圧力水頭、(ハ)zは位置水頭である。
引っかけ:ピエゾメーターの水面の高さは位置水頭+圧力水頭(ピエゾ水頭)を示し、その上に速度水頭が加わって全水頭になる。

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出典:一般財団法人 全国建設研修センターが実施した2級土木施工管理技士 第一次検定 令和6年度 後期(2024年10月27日(日)実施) No.5。問題文は本試験の問題にもとづいています。解答・解説・論点の整理は資格試験対策.netの独自コンテンツです。最終更新 。この問題の誤りを報告する