公務員試験 H29年 国家一般職(土木) No.26解説

　問 題　　　　　

図のように水平面上を流れる流量Q、流速vの噴流が固定した壁面に斜め方向から衝突するとき、次の記述の㋐、㋑に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

ただし、噴流は完全流体であり、壁面による摩擦損失はなく、衝突前の噴流の向きと壁面のなす角はθとする。

「完全流体の噴流の流速は、壁面への衝突前後で同じであり、壁面に平行な方向の運動量が衝突前後で保存されることから、

( ㋐ )　　……①

と表される。

また、連続の関係から、

Q=Q₁＋Q₂　　……②

で表される。

式①、式②から、Q₁は

Q₁=( ㋑ )

と表される。」

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

θ = 90°の場合、きれいに左右（図的には上下）にわかれるから、Q₁ーQ₂ であろうがQ₂ーQ₁であろうが0 のはずです。

Q sinθ だと θ = 90°の時 1 となって左辺が 0 になりません。よって㋐の左辺は Q cosθです。

正解は 1~3 です。

Q cosθ = Q₁ーQ₂と仮定します。

Q = Q₁+Q₂と連立し、辺辺足してQ₁ について解けば

です。選択肢 2 は誤りです。

また、Qcosθ=Q₂ーQ₁だと符号が逆になるはずなので、選択肢 3 は誤りです。

以上より、正解は 1 です。