滝の水の早さと水力発電

質問

単純な質問ですみません。滝の流れ始めの水の速度と、流れ落ちた下の方の速度は、下の方が速いで、良いですか？発電所の発電機のプロペラは上の方にあるんですか？それとも、下の方にあるんですか？下の方が効率が良いんですか？パイプでつないでいれば、上も下も速度は一緒なんですか？教えてください。水道の蛇口をひねっていつも疑問に思っています。

回答No.1

okormazd · ベストアンサー

1.滝の場合
落ち始めは遅く、下の方では速い。ボールを落下させたときと同じ。
空気の抵抗があるので、重力と抵抗力がつりあう速度(終端速度)までしかならない。
また、水の場合、落差が大きければ形が崩れて、水滴(霧)になるので、浮力の影響で速度は小さくなる。
2.配管の場合
管径が一定なら上も下も速度は同じ。
3.発電機の水車
下に設置される場合が多いと思うが、上にも中間にも設置される場合がある。発電電力は水量と落差によって決まるので、原理的には水車はどこでもよい。

お礼

以前からずっと、考えていました。適切な回答を、どうもありがとうございました。

回答No.3

tarakoZ

滝の水は、下の方が速いですね。
発電所のプロペラは、穴を掘ったりしないで上の方につける方が簡単です。しかし、実際は穴を掘ったりして下のほうにプロペラはあります。これは、プロペラを上につけると出口側の圧力が低くなりすぎて、キャビテーション（真空で水が蒸発する）と呼ばれるものが起きるからです。
パイプでつないでいると、上も下も同じ水の量なので、管の径が同じなら速度も一緒になります。

お礼

専門的なことをよく知っておられますね。参考になりました。どうもありがとうございました。

回答No.2

okormazd

ANo.1
です。
訂正します。

3.発電機の水車
水圧鉄管の管路の下に設置される。発電電力は水量と落差によって決まるので、原理的には水車はどこでもよいはずだが。