電験三種（第三種電気主任技術者）「電力」のうち、水力学の基礎（連続の式・ベルヌーイの定理）の問題です（大分類：水力発電・重要度B）。一問一答4問 → 五肢択一2問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答（○×）
重要度：B 難易度：★☆☆
問1：水が満ちて流れる管路で、途中の断面積が変わる場合、断面積の小さい部分ほど流速は大きくなる。
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正解：○
連続の式により流量Q＝Av（A：断面積、v：流速）は管路の途中で一定なので、断面積が小さい部分ほど流速は大きくなります。
重要度：B 難易度：★☆☆
問2：損失のない流れでは、位置水頭、圧力水頭、速度水頭の和は流線上で一定となる。
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正解：○
ベルヌーイの定理です。位置水頭h＋圧力水頭p／(ρg)＋速度水頭v²／(2g)の和が一定となり、これは水のエネルギー保存を水頭（高さ）で表したものです。
重要度：B 難易度：★☆☆
問3：速度水頭はv²／(2g)で表されるので、流速が2倍になると、速度水頭も2倍になる。
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正解：×
速度水頭は流速の2乗に比例するので、流速が2倍になると速度水頭は2²＝4倍になります。
重要度：B 難易度：★★☆
問4：水の密度を1,000kg/m³、重力加速度を9.8m/s²とすると、静水中で水面から深さ10mの点の水圧（大気圧を除く）は98kPaである。
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正解：○
静水圧はp＝ρgh＝1,000×9.8×10＝98,000Pa＝98kPaです。水深に比例します。
五肢択一
重要度：B 難易度：★☆☆
問5：有効落差400mのペルトン水車がある。ノズルからの噴出速度〔m/s〕の値として、最も近いものはどれか。ただし、損失はないものとし、重力加速度は9.8m/s²とする。
- 28.3
- 44.3
- 62.6
- 88.5
- 125.2
【第5問：正解と解説】
正解：4
正解は4です。
位置エネルギーがすべて運動エネルギーになるので、mgH＝½mv² より v＝√(2gH)
v＝√(2×9.8×400)＝√7,840≒88.5m/s
1：誤り。重力加速度gを掛けていません。
2：誤り。2で割っています。
3：誤り。√(gH)としています。2を掛け忘れています。
4：正しい。
5：誤り。2を根号の外に出して掛けています。v＝√(2gH)です。
重要度：B 難易度：★★☆
問6：水平に置かれた管路を水が満ちて流れている。断面1の断面積は2.0m²、流速は3.0m/sであり、下流の断面2の断面積は1.0m²である。断面1と断面2の圧力水頭の差〔m〕の値として、最も近いものはどれか。ただし、損失はないものとし、重力加速度は9.8m/s²とする。
- 0.34
- 0.46
- 1.38
- 1.84
- 2.76
【第6問：正解と解説】
正解：3
正解は3です。
連続の式：v2＝v1×A1／A2＝3.0×2.0／1.0＝6.0m/s
水平なので位置水頭は同じ。ベルヌーイの定理より、圧力水頭の差＝速度水頭の差
(6.0²−3.0²)／(2×9.8)＝27／19.6≒1.38m
1：誤り。断面2の流速を1.5m/sとしています（連続の式の比を逆にしています）。
2：誤り。流速の差を2乗しています。速度水頭の差（v2²−v1²）／(2g)をとります。
3：正しい。
4：誤り。断面2の速度水頭だけを答えています。断面1の速度水頭を差し引きます。
5：誤り。2gではなくgで割っています。
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