如下图所示,当水从水龙头里稳定(水柱透明不产生那种哗啦哗啦的白泡泡)流出时,为什么越往下水柱会越细呢?

水龙头的水为什么越向下越细(从水龙头平稳流出的水柱)(1)

要理解这一现象,可以先来分析一个空间关系,类比“挤牙膏”,如下图所示的水管中,粗管中的活塞从红色实线推进到红色虚线,实线虚线之间的体积为V。

水龙头的水为什么越向下越细(从水龙头平稳流出的水柱)(2)

那么同一时间里,细管中的活塞就会从蓝色实线推进到蓝色虚线,实线虚线之间的体积也应该是V。由于体积等于横截面积乘以长度,因此,如果细管的横截面积是粗管的五分之一的话,蓝色实线推进的距离就是红色实线推进距离的五倍。也就是说,蓝色线移动的速度是红色线移动速度的五倍。

由此可以得出:若水流完整地填充管道(没有哗啦哗啦的气泡),那么水流的速度与管道的横截面积成反比。

因此,水龙头稳定流水时,越往下,水柱就因为下落地越快而显得越细。

在日常生活中,为了获得更大的喷射速度,消防带的喷射头就越来越细。即通过减小横截面积的办法来提高喷速。

水龙头的水为什么越向下越细(从水龙头平稳流出的水柱)(3)

小时候,玩塑料水管的时候,就将管子末端用手捏一下,从而使水喷得更远。让我们再来说说儿童玩耍的水枪,根据以上分析不难推测出:如果枪管的横截面积是喷嘴面积的多少倍,那么喷射速度就是推塞速度的多少倍。

水龙头的水为什么越向下越细(从水龙头平稳流出的水柱)(4)

(说明:本文转自重庆八中科普栏目“原来如此”。)

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