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水理学:鉛直壁に作用する全水圧の大きさ・作用点と水深による変化

1級土木施工管理技士(第一次検定)/基礎的工学/第20問(全20問)問題データ更新 2026-09-12

020語句組合せ鉛直壁に作用する全水圧の大きさ・作用点と水深による変化●●○

静水圧に関する次の記述の(イ)〜(ハ)に当てはまる式又は数値の組合せとして、適当なものはどれか。 「水を満たした水槽の鉛直な側壁を考える。水面から底面までの深さを H、水の単位体積重量を γw とすると、側壁の単位幅当たりに作用する全水圧の大きさは(イ)で表される。また、この全水圧の作用点は水面から(ロ)の深さにある。水深 H が 2 倍になると、単位幅当たりの全水圧の大きさは(ハ)倍になる。」

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解答正解 1

鉛直壁に作用する静水圧は水面で 0、底面で γwH の三角形分布となるため、単位幅当たりの全水圧はその面積 γwH²/2 で、作用点は三角形の図心すなわち底面から H/3、水面からは 2H/3 の深さとなる。全水圧は H の2乗に比例するので、水深が2倍になれば4倍となる。作用点を水深の中央(H/2)とする誤りと、比例次数を1乗としてしまう誤りが典型である。

選択肢ごとの判定

1正しい。全水圧は圧力分布(三角形)の面積 γwH²/2、作用点は水面から 2H/3、H²に比例するので水深2倍で4倍となる。
2作用点を圧力分布の中央 H/2 とし、全水圧が H の1乗に比例するとした誤りである。三角形分布の図心は水面から 2H/3 の位置にある。
3全水圧を底面の圧力 γwH に深さ H を乗じた長方形分布として扱った誤りであり、三角形分布であるため 1/2 が必要である。
4作用点を底面からではなく水面から H/3 とした誤りである。三角形分布の図心は圧力の大きい底面側に寄る。
根拠区分 工学基礎出典 水理学(静水圧と全水圧の作用点)更新 2026-09-12

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