採用 トピックス

問題|船が水に浮く時の喫水dを求めよ。

この問題は、兵庫県立大学 姫路工学キャンパス 食堂にて2022年10月に出題されました。

JMUアムテックの海洋クイズにチャレンジいただいた皆様、こんにちは。 JMUアムテック 採用担当です。

今回は中級編として、以下の問題を出題しました。

船が水に浮く時の喫水dを求めよ

条件(サイズ・重量)は以下のとおりとする。
ただし水の比重(γ)は1.0とする
船の長さL = 100m
船の幅B = 20m
船の深さD = 10m
船の重量W = 5,000t
● 船は長方形形状とする。

どうでしょうか?
前回に比べ、少しステップアップした問題です。

マゼランの時代から約500年。
海事産業はまだまだ発展を続け、この国の礎となる産業のひとつです。
ここ最近では、海洋資源開発・ 再生可能エネルギーなどの新規事業分野において、造船業と海運業が連動して、世界で競争を勝ち抜くことが期待されています。

JMUアムテックは、ここ播磨の地に根付いて100有余年。
TVでも幾度も取り上げられているJMUアムテックの発祥である『鈴木商店』時代、神戸製鋼所時代、第二次世界大戦、播磨造船所時代、石川島播磨重工業(現IHI)時代、IHIアムテック時代を経て、現在のJMUアムテックへと長い年月において海事産業に携わってきた会社です。

今回のクイズの中でもそうであるように、
造船の設計からは物理的なものの考え方を切り離すことができません。

この問題をきっかけに、大学で学ぶ物理が実際の海事産業でどのように活かせるのか、興味を持たれた方はぜひ、お気軽にJMUアムテック採用担当へお問い合わせください。
LINEアカウントや説明会、インターンシップなど、さまざまな形で準備し、お待ちしています。

それでは、気になる今回の答えですが・・・・・

ドゥルルルルル・・・、 ジャン♪

答えは、

喫水d = 2.5m です。

今回は、船が水に浮かぶ時の仕組みについて考えたいと思います。

そもそも喫水(きっすい)とは何でしょうか?

【喫水・吃水】きっすい とは、
船が水に浮かんでいる時の、船底から水面までの距離。ふなあし。

のことです。

喫水d は 浮力F との関係から計算できます。
物体が水中で静止状態のとき、浮力F は、「浮力F = 水を押しのけた体積分の重さ」が成立します。

浮力F(t) = 船の長さL(m) × 船の幅B(m) × 喫水d(m) × 水の比重γ(t/m3)

浮力F = 100 × 20 × 喫水d × 1.0

ここで、浮力F(t) = 船の重量W(t) = 5,000t なので

5,000t = 2000 × 喫水d

∴ 喫水d = 2.5m

喫水dの計算については、実際の船のように断面形状が複雑になると難易度が高くなります。
まずは基本的な形状の長方形、三角形、そして台形など、ぜひ計算にチャレンジしてみてくださいね。

造船の設計ってどうなの?本音で答える!?
設計部の先輩7名に
アンケート!!

今後の就職活動で道に迷ったら、参考にしてみてください。

Q1: 大学の時の専攻は(学部・学科など)?
工学部造船学科 / 海洋システム工学科 / 機械科・機械工学科 / 電気電子システム工学科
理学部生命科学科
Q2: どのような就職先を目指していましたか(具体的に業種・職種など)?
海に関わる仕事造船、海洋構造物、港湾工事、設計、電気設計、研究など
機械系設計、検査、技術など
重工系設計、電気設計
Q3: 自信があった分野は? また逆に、入社後に底上げが必要だった知識は?
  • 大学では電気の専門科目が得意。しかし、入社後は船の居住区設計の担当となったため、船の規則(船級・船籍国の法律)機械強度計算等、新しく学ぶことが多くありました。
  • 実物のイメージ力(実際に製作できるかなど)、力学の底上げが必要でした。
  • 結晶学(化学、生物)得意でしたので、材料力学に応用が効きました。
  • 火災等の広域における熱伝播に関する分野に傾倒していましたが、入社後に英語力が必要だと気づきました。
  • 数学・英語には自信がありましたが、物理については更なる知識が必要でした。
  • 単なる日本語・英語でなく、コミュニケーション能力が必須!
  • 学生時代、材料力学を専攻しており、強度解析等の計算が生かせるかと思いましたが、配属先では、流体力学熱計算の知識の方がより必要となり、学びながら業務にあたることもあります。
    特定の分野だけを深堀りして持っているよりも、広く浅い知識をもっておき、必要な時に、その部分を深く堀り下げる事ができる方が、効率よく仕事ができると、思います。
Q4: 自身が設計にむいていると思うところは?
  • あれこれ考えるのが性に合っている
  • 完成姿を想像した上での、完成に対しての取り組み方
  • パソコンスキル(CADやExcel)を使いこなせる
  • 何かを成し遂げた時に満足感を感じること。マニアック社交的な方が設計に向いているような気がします。
  • 根気があるところ、(一部)細かいところ
  • 設計の仕事では、現在の状況と、要求される性能と、実行可能な手段といった各情報を集め整理し、最適な答えを導くという作業が多くありますが、このような作業が苦にならないことです。
Q5: 物理学科の学生に向けて、メッセージを送ります!
  • 社歴:11年
    設計のジャンル:居住区機能設計

    船はオーダーメイドで作られるので、船の設計を1隻建造するたびに幅広い知識が身に付く仕事です。

  • 社歴:12年
    設計のジャンル:艤装(外装)設計

    物理が得意ならば、造船設計は色々な設計分野があるので、楽しめると思います。

  • 社歴:27年
    設計のジャンル:船体計画・艤装設計

    私が思う物理と設計と造船は次の通りです。
    物理とはこの世の現象を明文化(文字・図・数式とか)し、それらを理解すること。
    設計とは求められる機能を満たすべく、物理の知識をもってシステムや構造物を構築し、その構造を明文化(=設計図)すること。
    造船とは設計図をもとに船という複合プラントを効率よく安全に建造する、つまり設計図を実体化させること。

  • 社歴:13年
    設計のジャンル:構造設計

    船殻構造の強度はあくまで理論値による評価であり、実際に壊れるかどうかは経験を重ねることが大事です。

  • 社歴:10年
    設計のジャンル:機装設計

    船舶設計は四大力学全てと密接に関係しています。大学で学んだ知識をモノづくりに生かしたい方は、ぜひ造船の世界に足を踏み入れてみてください。

  • 社歴:39年
    設計のジャンル:艤装設計

    自分の携わった製品が世の中に役立ち、活躍をしている事を思い起こせる仕事です

  • 社歴:19年
    設計のジャンル:居住区の配置/計画

    船でいう物理は、船体の強度や推進性能がふと思いつくところではありますが、自分が所属している居住区の計画でも、配管抵抗、通風抵抗、空調の熱計算、場合によっては、足場の強度計算等、どの部署でも物理の知識は、切っても切れません。また、計算と実際と違いを体感できる事もあるので、そういった場合は、何が原因なのか?調査し、自分の経験として蓄える事ができます。

JMUアムテックでは、さまざまな種類の船や構造物を造ったり、修理したりしています。
関わる事業の分野や、実際にどんな働き方があるのかをチェックしてみてくださいね。

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