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技術士第一次試験(機械部門)【専門 平成28年度 問題34】

こんにちは。

機械系エンジニアのメカエン@技術士(機械部門)です。

今回のテーマはこちらです。

技術士第一次試験(機械部門)
【専門 平成28年度 問題34】

なお問題の難易度については次のように考えています。とても個人的な意見ですので、あくまでご参考ということでご容赦願います^^

★☆☆☆☆ 【易】  5分以内で確実に正解したい!
★★☆☆☆ 【やや易】5分を超えるかも知れないが確実に正解したい!
★★★☆☆ 【標準】 50%以上の正答率にはなんとか正解したい!
★★★★☆ 【やや難】少し応用的な知識が必要!難しい!
★★★★★ 【難】  できなくてもしょうがない!とっても難しい!

平成28年度 問題34

下図のように、水平な床の上に厚さ0.5mmの水膜がある。その上に重さの無視できる0.5m×0.5mの平板を浮かべ、水平方向に0.4m/sの速さで動かす。このとき、平板を動かすのに必要な動力に最も近い値はどれか。ただし、水の粘度は1.0×10^3Pa・sであり、水膜内の流れは層流として、端部及び付加質量の影響は無視できるものとする。

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 ① 0.08W ② 0.2W ③ 8W ④ 20W ⑤ 80W

◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆

正答は①でした。

それでは解説です。

ニュートン流体ですので、τ=μ\frac{du}{dy}に従います。

τ=μ\frac{du}{dy}=1.0×10^3×\frac{0.4}{0.5×10^{-3}}=0.8

よって、力F=τA=0.8×0.5×0.5=0.2N

よって、動力P=Fu=0.2×0.4=0.08W

※ 動力=力×速度=N・m/s=(N・m)/s=J/s=W

 

《難易度》★★★☆☆

《感想》求めるのが動力であることに注意が必要です。動力は力×速度ですが、上の解説のように単位でも理解できるようにしておくと確認ができて安心です。

 

それでは今回も最後までありがとうございました^^