埼玉工業大学中間試験問題用紙（流体力学Ⅰ）
解答上の注意 解答にあたっては，思考の過程が明確にたどれるように配慮すること。結果だけの答 案は採点しない。具体的な数値を用いた計算式には必ず単位を入れること（外に記さない）。単位が不 明確だったり，ない場合は減点の対象になる。
１． 或る流体の体積を測定したところ4.50 m3で，その質量は4613kgであった。有効桁数に注意して，以下 の設問に答えよ。
(1) この流体の密度はいくらか。
(2) この流体の比重はいくらか。
(3) この流体の粘度を28.5mPa･sとすると、動粘度はいくらか。
２． 1辺の長さd = 5.0 mの正方形板が，比重1.00の水中に2辺を水平に，面を鉛直にして置かれている．板 面の図心は水面下h = 5.0 mにある。このとき，板の片面に作用する全圧力Pを求めなさい。重力加速度g = 9.81 m/s2 とする。なお、板面に働く圧力はゲージ圧で考えてよい。
３． 図１のように，互いに向かい合った面積Sの２枚の平行平板があり，その間隔は2hであるとする。その 間に粘度μの潤滑油が満たされている。薄板を２つの平行平板の中間に置いて，力Fを加えたところ一定速度 Vで運動した。薄板には平行平板に向かい合った部分にのみ粘性応力が働くものと仮定する。以下の設問に答 えなさい。記号の問題なので，計算式に単位は不要である。
(a) 平板と薄板の間の流れの速度勾配はいくらか。速度分布は直 線分布を仮定してよいものとする。
(b) 薄板に作用する粘性応力 τ はいくらか。
(c) 粘性によって薄板に作用する力はいくらか（薄板の両面に粘 性応力が作用することに注意せよ）。
(d) h = 0.50mm, V = 0.10m/s, S = 1.0m2 のときにFを測定したとこ ろ，F = 0.44Nだった。粘度 μ を求めなさい。
４． 図２のような逆Ｕ字管マノメータがある。ＡからＣまでには密度 ρ1の液体，ＣからＥまでには密度ρ2 の液体，ＥからＢまでには密度ρ3 の液体が入っている。このとき，以下の設問に答えなさい。ただし，重 力加速度をgとする。
(a) Ｃにおける圧力を pCとして，pCをＡ点の圧力 pAおよび図中に与 えられた記号を用いて表しなさい。
(b) 同様にして，Ｄにおける圧力を pDとして，pDをＢ点の圧力pBお よび図中に与えられた記号を用いて表しなさい。
(c) 連続した同一流体で高度が等しいので，力の釣り合いよりＣおよ びＤにおける圧力は等しい。このことを用いて，圧力差pA – pBを 求めなさい。
５． 水を入れた容器が水平面上を加速度αで等加速度運動していると
する。重力加速度をgとして，水面が水平面に対してなす角度 θ を求めなさい（最後の結果だけではなくて，
図を描いて結果に至る説明が必要である）。
2009年6月5日(金) 時間50分 科目 担当者 学科名 年次
流体力学 I
小林 晋 機械工学科 ２注意 筆記用具と電卓以外の持ち込みはいっさい許可しない。不審な挙動はしないこと。もちろん，近所の答 案を参照することは不可。
図１
図２