講義: 流体力学 2010-02 補足: 春の読書

　理工系の大学生等で，高校の物理や化学について復習するための参考書については，前の記事で紹介した．


復習のための読み物

　中には，「実は中学の理科の物理や化学から怪しい」という場合もあるかもしれない．そのような場合には，以下の本を通読することを強くオススメする．

発展コラム式　中学理科の教科書　第1分野（物理・化学） (ブルーバックス) 講談社 このアイテムの詳細を見る

　理工系で必須の数学の中でも，微積分について，基本から復習したい場合には，以下の本をおすすめする．

微積分に強くなる―その意味と考え方 (ブルーバックス 478) 柴田 敏男 講談社 このアイテムの詳細を見る

流体に関係する読み物

自動車メーカーのエンジニアで，紙ヒコーキの世界大会の優勝経験者でもある筆者による，飛行の原理．

紙ヒコーキで知る飛行の原理 (ブルーバックス) 小林 昭夫 講談社 このアイテムの詳細を見る

地下を流れる水の流れ，地下水と地下水脈およびその循環についての入門書．

見えない巨大水脈　地下水の科学 (ブルーバックス) 日本地下水学会,井田 徹治 講談社 このアイテムの詳細を見る

機械工学についての読み物

これから学び始める機械系学科の一年生あるいは，機械工学をざっくり復習したい，3-4年生に，オススメの一冊．材料，工作，機構，熱，流体，制御等について簡単に概説している．
機械系学科の大学生には，この本のキーワードを「自分で説明できる」ようにしてほしい．

基礎から学ぶ機械工学 キカイを学んでものづくり力を鍛える! (サイエンス・アイ新書) 門田 和雄 ソフトバンククリエイティブ このアイテムの詳細を見る

講義: 流体力学 2010-02

　某大学での，流体力学の2回目．

　講義の主な内容は，例年どおり，以下のとおり．

　　偉人　アルキメデス
　　教科書
　　流体の物性
　　流体と個体
　　圧力と圧縮性
　　力と質量
　　密度と比重
　　宿題
　　参考書


[偉人アルキメデス]


(http://tombow-web.hp.infoseek.co.jp/gakusya/ より引用)

　この講義では，流体力学に功績があった歴史上の有名人，偉人についてのエピソードも紹介している．
　数学，特に幾何学の分野の業績が知られている，古代ギリシアのアルキメデスは，流体力学に関連する業績もある．
　流体(液体)中の物体にかかる浮力に関する性質は「アルキメデスの原理」として知られている．

　アルキメデスとその功績については，以下の文献に詳しい．

Wikipedia (jp)
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/アルキメデス
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/アルキメデスの原理
文教大学教育学部学校教育課程 白石和夫 先生のサイト
　　http://www.koshigaya.bunkyo.ac.jp/shiraish/sansuu00/15/shiryou15.htm
米国 ドレクセル大学，CHRIS RORRES 名誉教授のサイト
　　http://www.cs.drexel.edu/~crorres/Archimedes/contents.html

　特に，RORRES先生のサイトは，とても詳しいので，興味の有る人は是非一読されたい．


[アルキメデスの原理　浮力]

　「浮力」の釣り合いのについて(重力場での，液体と液体中の物体に加わる力の釣り合い)：

　浮力の大きさは，ある液体中で，物体がおしのけた液体の体積をVとすると，その体積V分の液体の重さと等しい．


　浮力と，物体の体積の関係を式に著すと(簡単のため液体が水の場合)

　　　F 　= 　-ρVg
　　　F:浮力[N]，ρ:水の密度[kg/m3]，V:物体の水没している部分の体積[m3]，g:重力加速度[m/s2]

　なおこの法則は水だけでなく，通常全ての流体について当てはまる．浮力の大きさは流体中にある物体の密度には関係しないが，流体よりも物体の密度が小さい場合には重力と浮力は釣りあう．すなわち

　　　ρVg　=　mg　　　m:物体の質量[kg]

　　m=ρVであるため，流体の密度ρが既知であればVを測定することで物体の質量を正確に知ることができる．
　あるいは，質量がわかっていれば，結果として，液体と物体の密度の比率を計測できる．

　浮力について，イメージとして重要なことは，「力の釣り合い」である．
　液体中のに物体がある(ある位置に浮いている)とき，そこで，物体が浮かんだり沈んだりしない，あるいは，膨らんだり縮んだりしない場合には，物体に加わる力は，釣り合っている．もし，釣り合っていないのなら，物体の移動や変形が発生する．
　この力の釣り合いについて，ピンとこない場合には，高校の物理からやりなおす必要があるかもしれない．


[春の読書]

　「流れの不思議」についてのレポート
　学生の「読書離れ」対策の一つとして，課題図書の通読とレポートを課している．
　課題図書「流れの不思議」を読んで，その概要と印象に残ったこと等を800文字程度レポートにまとめ，GWウィーク明けの 5/6 木曜日に提出すること．
レポートのスタイルは，いつものとおり，以下のとおり．

　　学籍番号　学年　学科　氏名　提出年月日
　　レポートの題目
　　まえがき
　　本文
　　　概要(本書の概要)
　　　印象に残ったこと
　　　その他
　　あとがき


[課題図書]

流れのふしぎ (ブルーバックス) 講談社 このアイテムの詳細を見る

[高校の物理を復習するための参考書]
高校の物理に自身のない者は，以下の参考書を通読することを強くオススメする．

新しい高校物理の教科書 (ブルーバックス) 講談社 このアイテムの詳細を見る

おまけ
[高校の化学を復習するための参考書]
上述の本を読んだら，物理だけでなく，化学も復習した方が良いだろう．

新しい高校化学の教科書 (ブルーバックス) 左巻 健男 講談社 このアイテムの詳細を見る