Вопрос задан 28.10.2025 в 12:54. Предмет Физика. Спрашивает Толеуова Камилла.

Почему вода из ванны вытекает быстрее, если в нее погружается человек?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Марчук Ульна.

Потому что, когда в ванну садится человек, он вытесняет часть воды, уровень поднимается, а вместе с ним растёт и гидростатическое давление на слив. Скорость вытекания через отверстие под действием тяжести зависит от «напора» — высоты столба воды над сливом: v2ghv \sim \sqrt{2gh}. Чем больше hh, тем быстрее вода уходит. Соответственно, и расход QQ (сколько литров в секунду уходит) тоже растёт: Q=CA2ghQ = C\,A\,\sqrt{2gh}, где AA — площадь сливного отверстия, CC — коэффициент расхода.

Что это значит «по-домашнему»:

  • Тело вытесняет объём воды VчелV_\text{чел}, из-за чего уровень повышается на ΔhVчел/S\Delta h \approx V_\text{чел}/S, где SS — площадь поверхности воды в ванне. Даже несколько сантиметров добавки заметно увеличивают напор.

  • При большем напоре вода не только течёт быстрее в данный момент, но и дольше остаётся «на повышенном уровне» по мере опустошения ванны: пока человек внутри, ванна при том же остаточном объёме воды имеет более высокий уровень, чем без человека. Средняя скорость слива за всё время получается выше.

  • Дополнительный эффект дают колебания и перемешивание, когда человек двигается: волны периодически увеличивают локальный напор у слива, а турбулентность снижает сопротивление потоку. Это добавляет ещё немного к скорости.

Небольшая оценка: если человек вытеснил ~60 л (0,06 м³), а площадь зеркала воды ~1 м², уровень поднимется на ~6 см. Если было 30 см воды над сливом, стало 36 см. Отношение скоростей 36/301,095\sqrt{36/30} \approx 1{,}095 — то есть примерно на 10 % быстрее, даже без учёта волн и перемешивания.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос