打开水龙头,为什么水柱下面更细上面更粗?若上面直径1cm,水柱长50cm,则下面直径是多少?

1个回答

  • 水的流量是一定的,即V=u*A,其中V为流量,u为水流的当地速度,A为水流当地横截面积.

    水在下落过程中,速度逐渐加快,因而其横截面会越来越小.

    后面的答案与水龙头处的流水速度有关.

    设出水速度u1,下端速度u2,则有:

    下端流速:1/2m×u1²+mgh=1/2m×u2²

    流量守恒:π(d1/2)²×u1=π×(d2/2)²×u2

    解得:

    u2=√(2gh+u1²)

    d2=(d1√u1)/(2gh+u1²)^(1/4)

    u1=1m/s时,d2=0.55cm

    u1=10m/s时,d2=0.977cm

    即初速度越快,下方变细越不明显.

    当然,上面均假设水流是层流.