물이 들어가 있는 그림과 같은 수조에서 바닥에 지름 D의 구멍이 있다.… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

그림을 보면 수조의 수면에서 바닥 구멍까지의 높이가 H, 바닥 구멍의 지름이 D이고, 구멍에서 아래로 y만큼 내려간 지점에서 분류(제트)의 반지름을 재고 있습니다. 손실을 무시하므로 토리첼리의 정리가 그대로 적용됩니다.
구멍에서의 유속은 $V_0=\sqrt{2gH}$이고, 그보다 y만큼 더 낙하한 지점에서는 낙차가 $H+y$가 되므로 $V=\sqrt{2g(H+y)}$입니다.
제트에 연속방정식을 적용하면 $\frac{\pi D^2}{4}V_0=\pi r^2 V$이므로 $r^2=\frac{D^2}{4}\sqrt{\dfrac{H}{H+y}}$가 되고, 정리하면 $r=\frac{D}{2}\left(\frac{H}{H+y}\right)^{1/4}$입니다.
즉 반지름은 지름의 절반에 (H/(H+y))의 4제곱근을 곱한 형태이며, 아래로 내려갈수록 유속이 커지므로 제트는 점점 가늘어집니다.