物理学における流体のエネルギーについてわからないことがあります。 蛇口をひねり水が上から下に自由落下

物理学における流体のエネルギーについてわからないことがあります。

蛇口をひねり水が上から下に自由落下落下した時、圧力は大気圧なのでそのまま。運動エネルギーは重力により速さが増大するので増加。位置エネルギーは低下することは分かります。

しかし蛇口にホースをつけ同じように水が流れ落ちた時、
運動エネルギー→変わらない(速度が一定)
圧力→大きくなる
位置エネルギー→小さくなる
になるとテキストに書いてありました。位置エネルギーは高さが低くなるので小さくなるのは分かります。が、運動エネルギーと圧力がなぜこうなるのかが分かりません。ホースをつけない時となにが違うのでしょうか？
教えて欲しいです。

No.1 ベストアンサー 回答者： angkor_h 回答日時： 2020/06/26 15:42

蛇口から真下に出る水

蛇口からの放出速度で運動エネルギーが決まります。
落下を続ければその分重力で加速されて速度が増すので、
その分運動エネルギーが増すことになります。
その増した分が位置エネルギーの減少分になります。
(空気抵抗がない条件下に於いて)

ホースを伝わる水の運動エネルギー
ホース内の水の移動速度は、ホース入り口の水圧、ホース内移動抵抗、
ホース出口の放出量制限による出口の抵抗、等が重なり、
結局は、ホース入り口の水流速度がその出口のそれに釣り合う、
と言う事になります。
ホースの入り口と出口の水流速度が違えば、
水の増減がホース内で起こっている、という、ありえない現象になります。

ホースの先を絞ると放出速度は増しますが、
単位時間当たりの流入量と出口流出量は同じですから、
運動(速度)エネルギーは出口の方が大きくなります。
さて、このエネルギー増加分は何処から来たのか、考えて見てください。