왜 수도꼭지의 물줄기는 아래로 갈수록 가늘어지나요?

Question

우리가 평상시에 수도를 쓰면 무심코 지나치겠지만 수도꼭지에서 나오는 물이 아래로 갈 수록 점점 더 가늘어진다는 것을 확인 할 수 있습니다. 왜 그럴까요?

Answer 1

물의 표면장력 때문입니다.

물은 표면장력이 큰 특성을 가지고 있어, 서로 뭉치려고 합니다.

즉, 물 분자들은 서로 붙어있으려고하고, 물줄기를 따라 중심에 모이게 되어

물줄기가 아래로 갈수록 가늘어지게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

해당 현상은 수도꼭지를 다 열었을 때보다는 꼭지를 좀 잠궈서 층류 유동 현상이 발생하는 때에 보여지게 됩니다.

수도꼭지에서 나온 물은 중력의 영향을 받아 아래로 떨어지게 됩니다.

수도꼭지에서 나온 물은 중력에 의해 내려갈수록 점점 더 빨라집니다. 즉 먼저 나온 물은 빨리 떨어지고 그 뒤에 나온 물은 그보다는 느린 상황이 되는 것이죠. 하지만 물은 분자들이 서로 붙어 있으려고 하고, 빨라지는 물을 따라 물줄기가 중심 쪽으로 모이게 되고 결국 물줄기는 가늘어지는 것입니다.

이 현상을 수학적으로도 계산할 수 있는데요, 연속방정식을 이용하여 물의 단면과 속도를 대입하여 구할 수도 있습니다.