물나오는 호스의 끝을 눌렀을때 물이 빠르게 나가는 원리를 쉽게 설명해 주세요.

Question

제목처럼 물나오는 호스의 끝을 눌렀을때 물이 빠르게 나가는 현상을 과학적으로 알고 싶어요. 단순하게 유량 Q는 A단면적 x V유속 공식으로 보는게 맞나요? 시간당 유량을 동일하다고 보는게 맞는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

호스 끝을 눌렀을 때 물이 빠르게 나가는 현상은

유체 역학의 베르누이 방정식으로 설명할 수 있습니다.

베르누이 방정식은 다음과 같습니다.

P + ½ρv² + ρgh = constant

P는 압력

ρ는 유체의 밀도

v는 유체의 속도

g는 중력 가속도

h는 높이

호스 끝을 눌렀을 때, 호스 끝의 단면적이 감소합니다.

단면적이 감소하면 속도가 증가해야

유량이 일정하게 유지됩니다.

베르누이 방정식에 따르면 속도가

증가하면 압력이 감소합니다.

호스 끝의 압력이 감소하여

물이 빠르게 나가는 것입니다.

유량 Q는 다음과 같이 계산됩니다.

Q = A × v

여기서:

Q는 유량

A는 단면적

v는 속도

단면적이 감소하면 속도가 증가해야 유량이

일정하게 유지됩니다.

호스 전체의 유량은 일정해야 합니다.

호스 끝의 단면적이 감소하면

속도가 증가하여 유량이 일정하게 유지됩니다.

호스 끝을 눌렀을 때 물이 빠르게 나가는 현상은

베르누이 방정식으로 설명할 수 있습니다.

단면적이 감소하면 속도가 증가하고 압력이 감소하여

물이 빠르게 나가는 것입니다.

답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.

Answer 2

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

유량(Q)은 단면적(A)과 유속(V)의 곱으로 계산됩니다. 따라서 Q = A x V 공식이 맞습니다. 시간당 유량이 일정하다고 가정할 때, 유속이 증가하면 단면적이 감소하고, 유속이 감소하면 단면적이 증가하는 관계가 성립합니다.

Answer 3

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

병목현상이죠.

수압은 동일한데 분출구가 좁아지면 압력을 더 강하게 받아 물이 빠르게 분출되는거죠.

감사합니다.