令和元年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-19 を解説、側壁の小穴で測るのは静圧
令和元年度 建設部門Ⅲ-19は、ピトー管について5つの記述を並べた設問です。
この問題のポイント
管の側壁に開けた小穴で測れるのは静圧です。
選択肢4は、そこで測れる圧力を½ρv²と書いているので誤りです。½ρv²は動圧で、流れを止めたときに現れる分です。
※ 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（最も不適切なもの）
＞ この論点をやさしく解説：ベルヌーイの定理｜3つの水頭の和が一定
各選択肢の正誤
5つのうち4つは正しい記述なので、誤っている1つを探します。
| 選択肢 | 正誤 | 根拠 |
|---|---|---|
| 1 総圧管と静圧管の組合せ | ○（正しい） | 2つの差から流速を求める |
| 2 よどみ点で速度がゼロ | ○（正しい） | 流れが管の先端で止まる点 |
| 3 よどみ点の圧力は総圧 | ○（正しい） | 静圧に動圧を足した値 |
| 4 側壁の小穴で½ρv² | ×（誤り） | そこで測るのは静圧。½ρv²は動圧 |
| 5 マノメータの水面差から流速 | ○（正しい） | 総圧と静圧の差が動圧なので流速が出る |
側壁の穴は流れに沿った向きなので、流れを止めていません。総圧＝静圧＋動圧という関係を持っていれば、どこで何が測れるか決まります。
選択肢4のポイント（ここが誤り）
3つの圧力の関係
流れを止めた場所でだけ動圧が現れる
ピトー管の先端は流れに正面から向いていて、そこで流れが止まります。止まった分の運動エネルギーが圧力に変わるので、総圧が測れます。
側壁の穴は流れに平行なので、流れは止まらず静圧のままです。2つの差を取ると動圧が出て、そこから流速が求まります。
マノメータの水面差が流速になる仕組み
総圧側と静圧側をU字管でつなぐと、圧力差の分だけ水面に差が出ます。その差が動圧½ρv²にあたります。
vについて解くと v＝√(2Δp÷ρ) で、水面差から流速が出ます。航空機の速度計も同じ仕組みです。
よどみ点という言葉
流れが物体にぶつかって速度がゼロになる点をよどみ点と呼びます。そこでは運動エネルギーがすべて圧力に変わっています。
だからよどみ点の圧力は、静圧より動圧のぶんだけ大きくなります。
覚え方
- 総圧＝静圧＋動圧
- よどみ点（先端）で総圧、流れに平行な側壁の小穴で静圧
- 動圧は直接測れず、2つの差として出す
理解度チェック
管の側壁の小穴で測れるのは何か。
静圧です。動圧の½ρv²ではありません。
総圧はどこで測るか。
ピトー管の先端、よどみ点です。静圧に動圧を足した値になります。
出典
公益社団法人 日本技術士会「令和元年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」12ページ Ⅲ-19
公益社団法人 日本技術士会「令和元年度 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。
※ この記事の確認日：2026年7月