水圧を出したい

質問

直径が５cmのホースから、毎分どのくらいの水が出たら、
５０kgの物体を少しでも宙に浮かせられるのでしょうか？
また、その時にかかる水圧を数字で表すといくらになるのでしょうか？

当方、文系人間で物理は無知でして・・・。
仕事でこういった数値を出す必要があり、
自分で勉強してみたのですが、
よく分かりません・・・

分かる方いらっしゃいましたら、
ぜひご回答、お願いします。

回答No.3

91091 · ベストアンサー

ざっくりですが、次のような式で求められます。
Ａ・ｖ＾２・ρ＝ｍｇ

Ａはホースの断面積
ｖは水の速度
ρは水の密度（１０００ｋｇ／ｍ＾３）　です。
ｍｇは、物体の質量×重力加速度です。
左辺は、単位時間当たりの運動量の変化を示します。
物体にあたった水は、速度が０になると考えています。
数値を入れて計算すると、
ｖ＝５ｍ／ｓとなります。
毎分、６００リットル相当です。

実際には、水が重力に引かれて、上にいくほど弱まるのと、衝突時の変形で完全に物体に垂直にはあたらないことから、もっと多くの水が必要になると思います。詳細な計算は難しそうです。。。
水圧は、ざっくりｍｇを断面積（直径５ｃｍ）で割ればよいのですが、実際は水が広がるので、もっと低い数字になるでしょう。

お礼

とても分かりやすい回答、ありがとうございました。
参考になりました。

回答No.2

chiezo2005

話は非常に複雑なので，限定した条件でしか答えられません。
流体がものに力を及ぼす場合2つの力が関係します。
一つ目は静水圧，2つ目は運動量です。
水の流速が遅い場合には前者が効きますし，水の流速が著しく速い場合には後者が効いてきます。
後者は圧力とは直接関係ないものなので，圧力で表現できる静水圧の場合について回答します。

ホースと物体の隙間がほとんど無い場合はもれる水の量が少なく静水圧と考えられるので，漏れ０の場合には最小の圧力
重さ/ホースの断面積＝2.5kg/cm2で，浮きます。

隙間があるときはそこから圧力がもれますからそれ以上が必要です。

お礼

回答ありがとうございました。
こちらの質問がアバウトで申し訳ありません。
大変参考になりました

回答No.1

First_Noel

ｍｇ＝ｐＳ

ｍ＝５０ｋｇ
ｇ＝９．８ｍ／ｓ＾２
Ｓ＝π×０．０５×０．０５／４

を代入すると，ｐ＝249554.95・・・＝２．５×１０＾５Ｐａ
１気圧は１０１３２５Ｐａですので，
ｐを気圧で表すと，約２．５気圧になります．

真上に向けて約２５ｍ吹き上がるような勢いです．
（１気圧で水は１０ｍ吹き上がります．）

お礼

ご回答、ありがとうございました。
とても助かりました。