Почему шланги двигаются, когда течет вода?

Сегодня я оставил свою съемную насадку для душа на полу, и как только я включил воду, насадка для душа начала двигаться и дергаться.

На мой вопрос - почему шланги двигаются и прыгают, когда по ним течет вода? Я заметил, что обычно этот эффект (я такой нуб, что даже не знаю, как он называется) заметен только после определенного расхода воды.

похоже на случай третьего закона ньютона

Ответы (3)

Вода, текущая по шлангу, имеет массу и импульс. Шланг и насадка для душа меняют направление потока, что требует приложения силы от шланга/насадки к воде. По третьему закону Ньютона к шлангу/головке будет приложена противодействующая сила. Вот что заставляет его быть «дерганым».

Что касается необходимости определенного количества потока, чтобы увидеть это: Голова также имеет массу и, следовательно, инерцию (первый закон Ньютона). Таким образом, хоть и есть какое-то усилие на голове даже при малых потоках, этого усилия недостаточно, чтобы (заметно) преодолеть инерцию и заставить ее подпрыгнуть.

Да. Любая кривизна шланга вызовет такой эффект. Чтобы этого избежать, шланг должен быть идеально прямым.

Когда вода выбрасывается через сопло, она ускоряется. Это происходит из-за более низкого давления воды в сопле (принцип Бернулли) и после выброса (атмосферное давление). Давление воды внутри шланга создает силу и вызывает ускорение. Согласно третьему закону Ньютона, ускоренная вода прикладывает равную и противоположную по направлению силу. Эта равная и противоположная сила называется реакцией сопла и хорошо известна пожарным.

Это означает, что на сопло действуют равные и противоположные силы. Но это означает, что существует нестабильное равновесие , и малейшее отклонение вызывает боковую силу. Сравните это со сжатием стержня по его длине. Достаточно надавить, и стержень согнется (вы не можете нажать на два конца прямой струны, не вызывая изгиба струны). В отличие от стержня, шланг не сопротивляется этой боковой силе. Отсюда трудности, с которыми сталкиваются пожарные при управлении шлангами при достаточном давлении воды.

За счет ускорения воды в шланге на конце шланга создается сила, противоположная направлению потока воды, которая подталкивает шланг к движению в направлении, противоположном направлению потока воды. Конечно, шланг будет двигаться только тогда, когда эта сила достаточно велика. Поскольку шланг относительно мягкий и длинный, эта сила не может протолкнуть весь шланг, поэтому конец шланга периодически раскачивается.