호스 끝을 손가락으로 누르면 물줄기는 왜 더 멀리 나갈까?
Why does pinching a hose make the water shoot farther?
호스 끝을 엄지로 반쯤 막으면 물줄기가 왜 훨씬 멀리 날아갈까요?
무슨 일이 일어났나
흐르는 물은 1 초에 지나는 양(유량)이 관 어디서나 같아서, 출구가 좁아지면 그만큼 빨리 나와야 합니다(연속 방정식).
NASA 는 질량 유량이 밀도 × 넓이 × 빠르기이며, 넓이가 절반인 곳에서는 빠르기가 두 배여야 한다고 설명합니다. 시뮬레이터에서 넓이 비를 2 로 하면 4.00 m/s 로 1.81 m, 4 로 하면 8.00 m/s 로 3.61 m 를 날아갑니다.
가로로 나간 물줄기가 떨어지는 시간은 높이로만 정해지므로, 빠를수록 그 시간 동안 더 멀리 갑니다. 다만 실제 수도꼭지는 출구를 막을수록 나오는 양이 줄어들 수 있는데, 시뮬레이터는 1 초에 4.00×10⁻⁴ m³(0.4 L)가 그대로 흐른다고 본 단순 모형입니다.
💡 생활 속 예시
- 마당 화단에 물을 줄 때 엄지로 호스 끝을 누르면, 멀리 있는 화분까지 물줄기가 닿습니다.
- 장난감 물총은 작은 구멍으로 물을 빠르게 밀어내서, 손으로 뿌릴 때보다 훨씬 멀리 쏩니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 잉글랜드 · KS4 Physics: Forces
출처
이어서 보기
같은 단원 · 유체
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