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问答：软管喷嘴速度

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液体流
最新答案：01/13/2011
问：
一个晚上，一个夫妻在他们的花园里工作。在浇水的同时，妻子水平握住软管，水从软管末端流出。她扭曲了软管的喷嘴，以部分关闭它，突然水从软管末端射出。这对她的丈夫来说似乎很奇怪，她想知道：“为什么水流走得更远，因为看来从软管末端流动的水流动较少？”我的挑战是为这种不自然的现象提供科学的解释。
- 金星（34岁）
伯明翰，阿拉巴马州
A：
好问题。
通过软管的流动受到限制。喷嘴比软管要短得多，因此，打开时，它仅提供一点点的阻力。随着您开始缩小其阻力的缩小，但不足以减慢总流量，因为软管阻力仍然更大。

现在，让我们看一下水流离开喷嘴时的水流。当喷嘴张开时（例如1厘米2开放）1000厘米的流量3/第二需要出口速度为1000 cm/s。如果喷嘴缩小为0.5厘米2流量会稍微下降（可能为900厘米3/s）但是现在的出口速度必须为900/0.5 = 1800 cm/s。因此，流将走得更远。

此描述有点过分简化，但我认为您明白了。

迈克·W。


（发表于2008年10月18日）

后续＃1：保守水势

问：
这种现象本可以更容易地使用势头保护定律来解释。挤压时，挤出软管喷嘴的水会减少，因此法律要求其速度必须增加。当太空火箭用燃烧的燃油箱消失时，也会发生同样的事情。不是吗？
- Indrajit Kuri
印度新德里
A：
在这里，水的动量并不是真正的保守，因为从喷嘴和水源的压力上的水流上有力。当喷嘴关闭时，总流量下降到零，因此动量不是固定的数字。

火箭在某种程度上更简单，因为除了重力以外，它们通常没有外部力。

迈克·W。

（于2011年1月13日发布）

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