自來水管的流速 江銘輝 五夢網
如圖1,把12支一樣長和粗的自來水管焊接,成立方體形狀。在8個角隅分別集合了三支管,且都彼此相連。把此立方體狀,管的一個角隅連接於自來水的龍頭。另外把距離此角隅最遠的另一角隅當做水的出口。然後扭開自來水的龍頭使水流入管內,管內被流水填滿。假設,接近於龍頭的地方叫A部分。其後接在A部分後面稱為B管。出口的部分叫C管,請問在哪裡的水流速度最慢?
圖1:將自來水接上一立方體的管子
解答:B管流的水最慢
如圖2,在管的縱向部分流時可能受重力的影響,但假定龍頭的水壓很強,暫且不考慮重力的影響。
首先從龍頭進入的水會分成3條(圖中的三條A管。此3條的任何1條再分成2條的B管,故B部分一共有6條管子了。2條B管再合成為l條C管 (故C有3條管)。3條C管再集合成出口。若畫此自來水路線圖水流A、B、C的實際流量,如圖3,即等於細的A、粗的B、細的C連在一起。當水在粗、細不同的管內流動時。在管粗的地方流速慢,因此,流速在6支B的部分時最慢。因為水有複雞的黏性。故既不能說在B的速度為在A或C的速度的一半,且因需要考慮重力的影響而不易求正確的流速,但無論如何,在B的流速的確比在A或C的流速慢。
圖2:A、B、C管在正立方體的分佈
圖3:A、B、C三管內水的流速