技術士一次 力学ノート

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平成25年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-18 を解説、浅水変形は水深だけで起きる

平成25年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-18は、海岸付近の波・流れ現象に関する問題です。この問題では、5つの記述のうち最も適切なものを選びます。

この問題のポイント

この問題は、海岸の波にまつわる用語を正しく使い分けられるかを問うものです。引っかけの核心はスネルの法則を回折に付けてある点で、それは屈折の法則です。

誤りが4つある形なので、正しい1つを探すよりも用語の組合せが違う箇所を見つけるほうが早いです。

※ 問題文と選択肢そのものは、公益社団法人 日本技術士会が公開している公式PDFで確認できます。

正答:選択肢4(最も適切なもの)

> この論点をやさしく解説:ベルヌーイの定理で管の途中の圧力を出す|答えは負圧になる

各選択肢の正誤

5つのうち4つが誤りなので、正しい1つを残します。誤りはどれも用語か指数の差し替えです。

選択肢正誤解説
1 波の回折現象を支配する方程式は光の場合と同じくスネルの法則である×(誤り)スネルの法則は屈折の法則。回折は別の現象
2 海岸構造物に作用する抗力は波の進行方向速度の2分の1乗に比例する×(誤り)2乗に比例する。指数が違う
3 離岸流は離岸堤を設けた場合にのみ発生する固有現象である×(誤り)自然の海岸でも発生する
4 波が浅い水域に入ると、屈折や回折を伴わない場合でも水深変化のみにより波高や波長が変化する。これを浅水変形と呼ぶ○(正しい)水深だけで起きる
5 沿岸流の流速は砕波点の陸側よりも沖側の方が大きい×(誤り)陸側の方が大きい

選択肢1と4はどちらも波の変形の話です。屈折と回折と浅水変形を分けて覚えると迷いません。

選択肢4のポイント(ここが誤り)

浅水変形は水深が浅くなるだけで波高や波長が変わる現象です。障害物も海底地形の傾きも要らず、水深の変化そのものが原因です。

屈折は波速が場所で違うために進行方向が曲がる現象で、スネルの法則が当たります。回折は障害物の背後に波が回り込む現象で、別の方程式で扱います。

沿岸流は砕波した波のエネルギーが岸沿いの流れに変わるものです。だから砕波点より陸側で流速が大きくなります。

覚え方

  • 浅水変形は水深変化だけで起きる
  • スネルの法則は屈折の法則
  • 沿岸流は砕波点の陸側で大きい

理解度チェック

Q.

浅水変形はどんな現象か。

水深が浅くなるだけで波高や波長が変わる現象で、屈折や回折を伴わなくても起きます。

Q.

スネルの法則はどの現象を支配するか。

屈折の法則です。回折は別の方程式で扱います。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成25年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」10ページ Ⅲ-18
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成25年度 技術士第一次試験 試験問題の正答」

※ 問題文と選択肢は掲載していません。上の表は各選択肢で問われている論点で、実際の設問は公式PDFで確認できます。

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構造設計の実務を続けながら、試験に出る力学の解き方を書き残しています。

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