流体力学の知識
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ちょっと聞きたいんですが、蛇口の水を細くすると、水の流れがとても遅くなって、ドクドクという感じになりますよね。でも、開いている蛇口を手で塞いだとき（完全には塞がない状態で）、なぜ流れがとても速くなるのでしょうか？
もし手で完全に塞げれば、彼は一滴も漏らさないか、せいぜいポタポタと落ちるだけだ。水圧が一定のとき、断面積を変えると流速は増加する。蛇口をしっかりと閉じると、蛇口を通る際の損失が大きくなり、そのため流速は低下し、完全に閉じれば全く流れなくなります。あなたの手は断面積を少し変えるだけで、圧力に与える影響はそれほど大きくありません。
説明してみて、不適切な点について皆で議論しましょう。蛇口の出口面積をAとし、蛇口を最大限に開いたときのノブ部分の流路面積をBとします。蛇口の開度に応じて、ノブ部の流路面積はゼロとBの間になる。開いている蛇口を手で塞いだとき、蛇口の実際の出口面積がCで、このときの流量をQとすると、出口の流速はQ/Cに等しくなる。 蛇口を調整してノブ部分の流路面積をCにしたとき、流量をQとする。このとき、開いている蛇口を手で塞がない限り、水は最終的に蛇口の出口面積Aから流れ出る（水の量が非常に少なくて管を満たせない場合は別の特殊なケースとなる）。このとき、出口での流速はQ/Aとなる。開いている蛇口を手で塞ぐと、実際の出口面積CはAよりもはるかに小さくなるため、Q/CはQ/Aよりもはるかに大きくなります。つまり、開いている蛇口を手で塞んだ場合（完全に塞がない限り）、流速は非常に速くなるのです。 手で任意の開度の蛇口を塞ぐと、流量は減少するが、流れる面積の減少量の方が大きいため、流速は上昇する。 蛇口を大きく開けると、ノブ部分の実際の流れる面積が増えるため抵抗が減少し、流量が増加します。一方、蛇口の出口面積Aは変わらないため、出口での流速が上がります。