平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-34 絞りのある円管内の圧力(連続の式・ベルヌーイの定理)
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連続の式より、 $ u_{out}＝ 2u{in} =20 m/s$ ベルヌーイの定理より $ \frac{ 1 }{2}ρu_{in}^2 +P_{in}＝ \frac{ 1 }{2}ρu_{out}^2 +P_{ou […]
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平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-33 流れが完全に発達するまでの区間のことを助走区間といいます
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設問より $ ｌ_E = 0.065・Re・Ｄ = 0.065\frac{ UD }{ ν }Ｄ = 0.065\frac{ UD^2 }{ ν } $ [解答]②
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-31 航空機の先端のノーズ部分の(よどみ点)における圧力上昇
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$ PM＝ ρRT$より、 $ ρ_{4}＝ \frac{T_0P_4}{T_4P_0}ρ_0＝ \frac{273×63200}{277×101300}×1.29＝0.793 [kg/m^3]$ よどみ点 […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-30 流体力学 抗力の求め方
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$ F_D=\frac{ 1 }{2}×1.12×1.29×20^2×1^2= 288.96 = 300[N]$ [解答]⑤ 参考： もっと知りたい！ 熱流体解析の基礎25 第3章 流れ：3.5.5 抗力と揚力 境界層と […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-29 水を飲むと痩せるのか問題
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$ Q =mcΔT$より、水を5℃から36℃まで上げるエネルギーは $ 2×4.18×(36-5) = 259.2 [kJ]$ 蒸気として蒸発させるエネルギーは $ 1×2430 = 2430 [kJ]$ 2式の和より […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-28 熱伝導による放熱と電気ヒーターの入熱が釣り合う場合の消費電力
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まず熱通過率Kを算出する。 $ K＝ \frac{ 1 }{ \frac{ 1 }{25}+\frac{ 0.1 }{2.3}＋\frac{ 1 }{10}}＝5.45 [W/(m^2・K)]$ $ Q＝ KΔTA＝ […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-26 理想気体は、圧力が温度と密度に比例し、内部エネルギーが密度に依らない想像上の気体である
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[解答]① ①・・・比熱比：$ κ = \frac{ c_p }{c_v } $ ②・・・単原子気体：$ κ = \frac{5}{3} $、2原子気体：$ κ = \frac{7}{5} $、3原子気体：$ κ = \ […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-25 電熱機器の発熱量から水の温度上昇にかかる時間の算出
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水の比熱は$ 4.18 [kJ/(kg・K)]$より、 $ Q = 1.5 ×4.18 ×(80-20)=0.5×1.2×t$ $ t = 627$ [解答]：③ [参考]：平成25年度技術士第一次試験問題［機械部門］ […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-24 熱伝達率と熱伝導率と熱通過率
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熱通過率Kは $ K＝ \frac{ 1 }{ \frac{ 1 }{h_h}+\frac{ L }{κ}＋\frac{ 1 }{ｈ_c}}$ 設題より、 $ K＝ \frac{ 1 }{ \frac{ 1 }{h_ […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-23 空気比を考慮した燃焼生成物の割合
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メタンの燃焼反応は $ CH_4＋2O_2 → 2H_2O+CO_2$ である。 反応前の組成物の割合は $ CH_4$：1 $ O_2$：2×1.2 ＝2.4 $ N_2$：2×1.2×3.76 ＝9. […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-22 並列・直列接続ばねの定数の合成
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$ \frac{ 1 }{R} = \frac{ 1 }{20 + 30}＋\frac{ 1 }{50} = \frac{ 2 }{50} $ $ R = 25 $ [解答]② 参考：フックの法則
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-21 摩擦ブレーキの算出
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点Pで受けるの摩擦力は、 $ f =0.3× \frac{ 2000 }{1000}×50 = 30 $ トルクTは $ T =30× \frac{ 1000 }{2} = 15000[Nmm] =15[Nm] […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-20 剛体の回転運動、並進運動
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円柱の回転加速度をβとすると $ Iβ = (T-F)r $ なる。 並進運動の方程式は $ ma = T+F $ となる 円柱と床は滑りがないため、 $ a = rβ $ 以上3式と、$ I = \fr […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-19 曲がった棒の先端のモーメント
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$ L×Fsin45°＋２R×Fcos45° = \frac{ 1 }{\sqrt{2}}LF + \sqrt{2}RF $ [解答]② 力Fを垂直方向と水平方向に分解する。 水平方向の力は、長さLとの間に右回りのモ […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-17 はり(自由・固定・単純支持)の境界条件
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[解答]④ 参考：平成25年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-17 固定端、支持端、自由端の境界条件
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-16 1自由度振動系の運動方程式と変位の伝達率と減衰比
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設問の系運動方程式は $ m\ddot{ x } +c\dot{ x }+kx= Fsinωt$ 固有角振動数は $ ω_n = \sqrt{\frac{ k }{ｍ}} = 2$ 減衰比は $ ζ = \frac […]
平成26年度技術士第一次試験問題［機械部門］ 専門科目Ⅲ-15 回転軸まわりの慣性モーメントと固有角振動数
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与えられた系では、減衰がないので固有角振動数は $ω=\sqrt{\frac{kl^2}{J}}$ ここで、回転軸まわりの慣性モーメントは、質点mが距離2ｌの位置にあるので、 $ω=\sqrt{\frac{kl^2}{4 […]