물이 많아질수록 유속이 빠른 이유는?

Question

최근까지 지속된 장마로 인해 계곡이나 강등의 물이 굉장히 많아졌는데요. 요즘 계곡을 가면 그 전보다 유속이 굉장히 빨라졌음을 느낍니다. 그 이유가 무엇인가요

충실한재칼243 · Accepted Answer

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.장마 기간에는 폭우로 인해 많은 양의 강수가 발생하게 됩니다. 이로 인해 강, 계곡 등의 수로가 많은 물을 받아들여서 물의 양이 증가하게 됩니다. 이때 강, 계곡의 물이 빨라지는 이유는 여러 가지가 있습니다.강수량 증가: 장마 기간에는 많은 양의 비가 내려서 강, 계곡의 물이 증가하게 됩니다. 이로 인해 강의 유량과 유속이 증가하게 됩니다.토양 포화: 장마 기간에는 지표면의 토양이 포화되어 물을 더 이상 흡수하지 못하게 됩니다. 이로 인해 지표면의 물이 강, 계곡 등으로 직접 유입되어 빠르게 물이 증가하고 유속이 빨라집니다.하천의 수심 증가: 강, 계곡 등의 하천은 장마로 인해 수심이 증가하게 됩니다. 수심이 깊어지면 물의 유속도가 빨라지게 되는데, 이는 하천의 경사도와도 관련이 있습니다.이처럼 장마 기간에는 강, 계곡 등의 물이 많아지고 유속이 빨라지는 현상이 발생합니다. 이는 지역의 수문학적 상태와 기후 조건에 따라 다양하게 나타날 수 있습니다. 따라서 장마 기간에는 강, 계곡 등에서 물의 상태를 주의하고 안전에 유의해야 합니다.

건조한낙타 245 · Answer

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.유체의 흐름은 단면적이 일정한데 유량이 증가하면 속도가 빨라지는 법칙을 가지고 있습니다.

호탕한개미핥기272 · Answer

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.강물이 많아지게 되면 위에서 내려오는 물의 양도 많아져 밀어내는 정도가 강해집니다(압력이 강해진다고 생각할 수 있습니다.). 그래서 비가 오거나, 물이 평소보다 많을 때 유속이 빨라지는 것이죠.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.물의 유속은 보존의 법칙에 의해 결정됩니다. 보존의 법칙은 유체가 흐를 때 유체의 질량이 일정하게 유지되는 원리입니다. 즉, 유체의 질량 유지를 위해 유체의 흐름량은 흐르는 단면의 면적에 반비례하게 됩니다.물이 많아질수록 흐르는 단면의 면적이 넓어지게 됩니다. 예를 들어, 강이나 하천의 경우, 많은 물이 흐를수록 강의 폭이 넓어지는 것을 볼 수 있습니다. 이로 인해 전체 유체의 질량은 유지되어야 하므로 흐름 속도가 빨라지게 됩니다.

활달한파리매77 · Answer

안녕하세요. 조사를 해본 결과 물이 많아질수록 유속이 빨라지는 것은 물의 운동량 보존 법칙에 의해 설명됩니다. 운동량 보존 법칙은 질량과 속도를 곱한 값으로, 시스템 내부에서 운동량의 총합은 변하지 않는다는 법칙입니다.

강의 표면을 흐르는 물의 양이 많아질수록, 물의 질량이 증가하므로 강의 전체 운동량도 증가합니다. 하지만 운동량은 일정하게 유지되어야 하므로, 운동량이 일정하게 유지되기 위해서는 물의 속도가 증가해야 합니다. 따라서, 더 많은 물이 흐를수록 유속은 더 빨라지게 됩니다.

또한, 유체의 유속과 압력은 서로 관련되어 있습니다. 베르누이 원리에 따라 유체의 속도가 증가하면 압력은 감소하게 되는데, 이로 인해 더 높은 압력을 갖는 지역에서 더 낮은 압력을 갖는 지역으로 유체가 흐르게 됩니다. 이러한 압력 차이는 더 강한 유속을 유발하게 되어, 더 많은 물이 흐를수록 유속이 더 빨라집니다. 참고하시기 바랍니다 ^^

하이만 · Answer

안녕하세요. 이태영 과학전문가입니다.계곡에 물이 많아지면 유속이 빠른 이유는 유체의 흐름에서 유량이 일정한데 흐르는 관의 단면적이 작아지면 유속이 커진다는 연속의 법칙 때문입니다. 이러한 개념은 물을 뿌릴 때 호스의 끝을 누르면 물이 멀리까지 간다는 사실을 통해서 알 수 있습니다.계곡에서도 마찬가지로, 계곡의 수심이 깊어지거나 좁아지면 단면적이 작아져서 유속이 커집니다. 반대로 수심이 얕거나 넓어지면 단면적이 커져서 유속이 작아집니다.