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マリオットの器

器の孔から水が流れ出る速度

浴槽や洗濯機から水を抜くとき、始めは早く水位が下がるのですが、徐々に水位の下がり方が遅くなるのに苛立った経験がおありでしょうか。 水が抜けるのが遅くなるのは、始めは水の量が多いために水が出る孔より上の水圧が高いからです。
孔から水が流れ落ちる速度
ガリレオの弟子のトリチェリは、上の式で水が出る速度が求められることを導きました。
g は重力加速度です。

水が出る速度を一定にしたものに、マリオットの器 があります。マリオット(1620-1684?)はフランスの物理学者です。
マリオットの器の説明図
水が流れ出ると、容器内の圧力が下がってパイプから外の空気が入り、水の中をブクブクと通ってAに入り、水の重量とつり合う位置で止まります。
パイプは外部と繋がっているので、その先端Cの位置での圧力は大気圧と同じです。
このため、出口から水を出す圧力は、Bの高さ分になりますが、パイプの先端Cの位置より水位が下がらない限りBの高さは変わらないので、ここまでは一定の速度で流れ出ます。







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