پاسخ مسابقه سیالاتی

 برای بررسی خود سوال اینجا کلیک کنید 

فرض میکنیم هم دست ما و هم شیر آب هر دو به میزان 75 درصد(سه چهارم) از مقطع لوله رو مسدود میکنن(البته میشه مساله رو کلی تر و پارامتریک حل کنیم اما واسه اینکه مطلب روشن تر بیان بشه اینکارو نمیکنیم)

 درحالت یک که دست در انتهای شیلنگ نیست معادله انرژی را مینویسیم:  

   H - (f L/D) (V²_in)/2g - K_L (V²_in)/2g = (V²_out)/2g 

اکنون وقتی دست هم حضور دارد م.انرژی را مینویسیم: 

H - (f L/D) (V²_in)/2g - K_L (V²_in)/2g - K'_L(V²_in)/2g = V²_out/2g 

در معادله اول V_in برابر با V_out می باشد 

ولی در معادله دوم "یک چهارم" برابر V_out می باشد. 

با جاگذاری موارد بالا در معادلات اولی و دومی و فاکتورگیری از V^2_out/2g داریم: 

H=(1+K_L+f L/D)V^2_out/2g  

H=(1+(1/16)K_L+(1/16)f L/D+(1/16)K'_L)V^2_out/2g  

در هر دو معادله H ها با هم برابرند پس طرف دوم تساوی ها را برابر هم قرار میدهیم و از آنجا که عبارت درون پرانتز در معادله دوم بسیار کمتر از عبارت درون پرانتز در معادله اول است(راستی چرا؟!خیلی سادست به مفهوم فیزیکی ترم ها دقت کنید.کاهش اتلاف K_L بسیار چشمگیر است

و در نظر داشته باشید که L طول لوله است که از منبع آب تا محل خانه ما میباشد پس کاهش اتلاف ترم (f L/D) بسیار زیاد میشود)پس  V^2_out/2g  در معادله دوم بسیار بیشتر از معادله اول است. 

 پس وقتی دست رو جلوی شیلنگ میگیریم چون اتلاف انرژی کم میشه سرعت خروجی آب از شیلنگ بسیار زیاد میشه. 

  در صورتی که سوال یا ابهامی در این مورد داشتید بپرسید جواب میدم.