令和8年度 2級土木施工管理技術検定 第一次検定(前期)No.5は、太さの変わる管を流れる水の流速を求める問題です。入口の流速 v1=3.0m/s のとき、出口の流速 v2 として正しいものを1つ選びます。断面が広がるときのエネルギー損失は考えません。
管の中を水が定常的に流れるとき、どの断面でも1秒間に通る水の量(流量)は同じです。流量は断面積×流速で表すので、断面積が大きくなれば流速はその分だけ小さくなります。これが連続の式 A1v1=A2v2 です。
この問題は断面が広がる管で、流速は v1=3.0m/s から下がります。断面積が4倍になると流速は1/4になり、v2=0.75m/s です。流速が上がると考えたり、比を取り違えると誤ります。
※ 問題文そのものは、全国建設研修センターが公開している公式サイトで確認できます。
正解:選択肢4(v2=0.75m/s)
連続の式は A1v1=A2v2 です。A は断面積、v は流速で、入口(1)と出口(2)で流量 A×v が等しいことを表します。
ここから v2=v1×(A1/A2) となります。断面積が大きくなるほど流速は反比例して小さくなるので、断面が広がるこの管では流速が下がります。この問題では断面積が4倍で、v2=3.0÷4=0.75m/s になります。
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| 1 v2=0.16m/s | ×(誤り) | 連続の式で求めた0.75m/sと異なる |
| 2 v2=0.32m/s | ×(誤り) | 0.75m/sと異なる |
| 3 v2=0.60m/s | ×(誤り) | 0.75m/sと異なる |
| 4 v2=0.75m/s | ○(正しい) | 断面積が4倍で流速は1/4。3.0÷4=0.75m/s |
問題:定常流の管路では、断面積が大きくなるほど流速は小さくなる。
〇か×か。
答え:〇
連続の式 A1v1=A2v2 より、流量が一定なので断面積と流速は反比例します。
問題:断面積が4倍になると、流速は4倍になる。
〇か×か。
答え:×
断面積が4倍になると流速は1/4になります。断面積と流速は反比例します。
出典・参考資料
※ 問題文・図は転載していません。計算の考え方は水理学の標準的な内容にもとづき、具体の断面積は問題の図によります。
※ この記事の確認日:2026年7月
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