埼玉工業大学追･再試験問題用紙（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。
以下の問題において，重力加速度gの値が必要な場合は9.81 m/s2を用いるものする。
１． ある液体 0.300m3の重量が 2.34kN であった。この液体の密度と比重はいくらか，有効桁数に注意して答
えなさい。
２． 図１に示すように，逆 U字型示差マノメータを用いて，タンク１ の圧力 p1とタンク２の圧力p2の差圧pを測定する。タンク１内の液 体の密度を1，タンク２内の液体の密度を2，左右の流体に挟まれた 流体の密度をˊ，そのほか図１の記号を用いて以下の問いに答えなさ い。なお，重力加速度は記号gを用いること。
(1) 左側の管内のAの位置における圧力pAを，p1を含む与えられた記 号を用いて表しなさい。
(2) 右側の管内のBの位置における圧力pBを，p2を含む与えられた記 号を用いて表しなさい。
(3) pA =pBを利用して，左右のタンクの差圧p = p1 – p2 を与えられた記 号を用いて表しなさい。
３． 図２のように，液体を入れたU字管マノメータを自動車に載せて，10.0 秒間に時速36.0kmから時速72.0kmまで一定加速度で加速した。このとき マノメータの左右の液面を結ぶ線が水平線となす角を求めなさい。
４． 図３のような管系から，密度の空気が速さ v2で流出しているとき，
スロートに接続された細管がタンクの水を高さhだけ吸い上げた。スロー
トの径をd，出口径をD，スロートにおける流速をv1，スロート管軸にお
ける圧力をp1，水の密度をw，重力加速度をgとし，出口圧力は大気圧pa
で，管は水平に設置されているとして，以下の設問に答えなさい。
(1) pa – p1をhを含む与えられた記号を用いて表しなさい。ただし，
細管内の水と空気の界面における圧力とスロート管軸における 圧力の差は無視できるとする。
(2) スロートと出口の間で連続の法則を適用して，流速v1をv2を 用いて表しなさい。
(3) スロートと出口を結ぶ軸線上でベルヌーイの定理を適用して，
ベルヌーイの式を書きなさい。
(4) 以上の結果からv1とpa – p1を消去して，流速v2を与えられた 記号で表しなさい。
(5) 管径比D/d = 2.00のとき，h = 30.0cmとなった。このときの流 速v2の値を求めなさい。ただし，空気の密度 = 1.20kg/m3とする。
2014年9月4日(木) 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。
図２
図３ 図１