水圧について理解不足なので教えてください

素朴な疑問です。
水撒きなどのホースの先を指で押さえると水の勢いが増しますね。逆に水道の蛇口を絞ると、蛇口からの勢いは弱回りますね。
理由を簡潔、明快に教えてください。

No.1 ベストアンサー 回答者： chirubou 回答日時： 2008/04/23 13:59

まずは問題を簡単にしてみましょう。

あるホースがあって、そのホースがつながっている蛇口は、何が何でも一定の水量の水が出てくるものとします。

そのホースの先に、断面積が半分の細いホースをつないでみましょう。勿論水が漏れないようしっかりつなぎます。すると、この細いホースを流れる水量は太いホースの水量にくらべ倍の速さで流れなければなりません。つまり勢いが強くなった訳です。断面積が半分になったので倍の速さで流れないと水量のつじつまが合わなくなってしまいますからね。

では、細いホースの先に、さらに元のホースと同じ太さのホースをつないでみましょう。蛇口から観ると、太い→細い→太い、となる訳です。するとこの最後につけたホースに流れる水の速さは元に戻って、最初のホースと同じ速さになります。

川もだいたい同じですよね。川幅が広いと流れは遅く、狭いと速くなります。

さて、これまではホースの抵抗を全く無視していましたが、ここからはより現実に近く考えてみましょう。ホースの抵抗は細い程大きくなり、水が流れ難くなります。水道の蛇口の部分では水の流れる経路を細く絞って抵抗を大きくしています。その部分での流速は大きくなりますが、すぐに元と同じ大きさのパイプになりますので、もし抵抗が無いとすれば同じ水量が出てくるはずですが、実際には抵抗が大きなった分だけ水量が減ります。

さて、ご質問にあったホースで水まきをする時ですが、ホースの先を絞って、勢いを増す（流速を上げる）のが可能になるのは、絞ったからです。もしこの絞った先に、同じホースをつなげたとしたら、最終的により少ない水量の水しか出てこないでしょう。

この回答へのお礼

有難うございました。
抵抗による損失で、元の流量を流す圧力がなくなると考えれば良いのですね。釣り合うと言うことですか。（元の流量を下回ったある所で、釣り合う）

お礼日時：2008/04/24 14:32

No.2 回答者： candle2007 回答日時： 2008/04/23 14:02

ホースの先を指で押さえると、そこで流速が増すので、勢い良く水が飛び出します。

（流れを遮る邪魔物がない）

逆に蛇口を絞ったときは、その箇所での流速は増すのですが、その後周囲の管壁に衝突しながら勢いが弱まって行き、弱まったところで大気中に出てきます。
蛇口を絞った直後の状態が観察できれば、そこで流速が上がっていることがわかるでしょう。

ホースの場合も同じです。
例えば、中ほどを指で押さえれば、出てくる水の勢いは弱まって出てきます。

同様質問がありますので貼っておきます。
後の方に的確な回答が集中しています。
（わたしの回答が最も優れていると思うのですが、残念ながらポイントはいただけませんでした。(-_-;)）
http://okwave.jp/qa932018.html
http://okwave.jp/qa3824020.html

参考URL：http://okwave.jp/qa3824020.html

この回答へのお礼

有難うございました。
よく判りました。

お礼日時：2008/04/24 14:04