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세면대에서 물을 틀어 놓으면 물줄기가 아래로 내려갈수록 점점 가늘어지는데, 떨어지는 동안 물의 속도가 빨라지면서 물줄기가 가늘어지기 때문일까요?

세면대에서 물을 틀어 놓으면 물줄기가 아래로 내려갈수록 점점 가늘어지는데, 떨어지는 동안 물의 속도가 빨라지면서 물줄기가 가늘어지기 때문일까요?

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

    네 맞아요. 물이 떨어지면서 중력 때문에 점점 빨라지는데, 수도꼭지에서 나오는 물의 양은 매초 일정하잖아요. 같은 양이 더 빠르게 지나가려면 통로가 좁아질 수밖에 없어서 물줄기가 가늘어지는 거예요.

    물리에서는 이걸 연속방정식이라고 불러요. 단면적 곱하기 속도가 일정하게 유지된다는 건데, 위쪽에서 느리게 흐르던 물이 아래에서 두 배 빨라지면 단면적은 절반이 돼야 매초 지나가는 양이 같아지죠. 고속도로에서 차들이 속도를 올리면 차 사이 간격이 벌어지면서 같은 구간에 있는 차 수가 줄어드는 것과 비슷해요. 물줄기는 옆으로 끊어질 수 없으니 간격 대신 굵기를 줄이는 거고요.

    제 경험상 이건 눈으로 확인해보면 더 재미있어요. 수도를 아주 약하게 틀면 가늘어지다가 어느 지점에서 물방울로 뚝뚝 끊기는데, 너무 가늘어지면 표면장력이 물줄기를 유지하지 못해서 그래요. 반대로 세게 틀면 속도 변화 비율이 상대적으로 작아져서 가늘어지는 게 훨씬 덜 보이고요 :)

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