H28年 国家一般職(高卒 技術) No.65 土木基礎力学　解説

　問 題　　　　　

図のように、断面Ⅰでの内径、流速、圧力がそれぞれ 2.0 m、2.0 m/s、10 kPa、断面 Ⅱでの内径が1.0 m の円形管路を流体が流れている。

断面 Ⅱ における圧力はおよそいくらか。ただし、エネルギー損失は無視できるものとし、流体の密度を1.0 ×10³ kg/m3、重力加速度の大きさを10 m/s² とする。

1. 4.8 kPa
2. 5.4 kPa
3. 480 kPa
4. 540 kPa
5. 5.4 × 10⁵ kPa

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

ベルヌーイの定理より
v₁²/2g + z₁ + p₁/ρg = v₂²/2g + z₂ + p₂/ρg　です。これは基礎知識です。

また、連続の式 Q＝AV　です。
内径の比が２：１なので、面積の比は４：１となります。流量は一定だから、連続の式より、速度の比が１：４とわかります。断面Ⅰの流速が 2 m/s なので、断面Ⅱの流速は 8 m/s です。 これで p₂ 以外の変数の値が全てわかったので、代入して計算します。

以上より、正解は 3 です。