流体力学
連続の式
非圧縮流れが狭くなる管を通る様子を見て、質量保存 を確かめます。断面が狭まると流れは速くなり、体積流量 は一定です。
器具
- 狭窄部を持つアニメーション配管；流速を表示
- スライダー「断面積比 A₂/A₁」
- スライダー「流量 Q」
手順
狭窄部を観察する
既定設定のまま、狭窄部に入る流れを追います。管がくびれたところで流れはちょうど加速します。液体は圧縮できないため、毎秒同じ体積がすべての断面を通り、 です。
比を確かめる
断面積比スライダーを に設定し、喉部での加速倍率を読みます — 断面を半分にすれば速度は 2 倍、。0.25 を試し、4 倍を確認します。
流量を変える
流量スライダー Q を動かし、速度比が変わらないこと — 全体のスケールが上がるだけ — を確認します。さらに推論します。喉部の速い流れはベルヌーイの式により圧力が低く、噴霧器やベンチュリ管の原理です。
シミュレーション
実験の歴史
連続の考えは流体力学そのものより古く、レオナルド・ダ・ヴィンチのノートには川が狭いところで速く流れる観察が既にあります。ジョバンニ・バッティスタ・ベントゥーリは1797年頃、狭い管での圧力低下を定量化し、ベンチュリ効果に名を残しました。
ダニエル・ベルヌーイの『水力学』（1738年）は定常流について速度変化と圧力変化を結びつけました — 連続の式が運動学を、ベルヌーイがエネルギー論を担います。両者はキャブレター、ピトー管、噴水ノズルの制御を説明します。