Физика шланга

[leblon]

Что-то моя физическая интуиция совсем заскорузла. Мне недавно задали детский вопрос: почему когда диаметр отверстия на выходе садового шланга делаешь маленьким, то вода бьет с большей скоростью? Думал я думал, и ничего не придумал. Прошло две недели, и только сегодня я сообразил, что там происходит.

Comments

[fregimus.livejournal.com]

Давление в шланге повышается, когда мы создаем сужение на выходе, потому что без сужения статическое давление на выходе шланга равно атмосферному, а если мы на конце создаем узкий выход, то давление в этом узком выходе равно атмосферному, значит, при движущейся жидкости, давление в той части, где скорость меньше, выше (з-н Бернулли).

Ответ на контрольный вопрос: скорость, по тому же закону Бернулли, зависит от давления столба в баке, но не от диаметра выходного отверстия.

По моему рассуждению (система бак — узкий кран — толстый шланг — сужение на конце) выходит, что скорость должна возрастать. С другой стороны, если не рассматривать всю требуху вплоть до самого выхода из шланга, как бы должно быть одинаково. Что-то я уже во всем сомневаюсь ближе к полуночи. Неужели вязкость при чем? В чем я уверен, так это в том, что (1) давление в шланге действительно повышается, если конец затыкать (его раздувает) и (2) если держать душ так, чтобы струя била горизонтально, то хорошо заметно, что, по мере открывания крана, скорость истечения увеличивается, струя бьет дальше. А судя по контрольному ответу — не должна. Ай, запутали вы меня совсем… Хорошая задачка. Да, трение в трубе важно. Не подсказывайте только. :-)