זרימה ועקרון ברנולי.

שלב 1 מתוך 6

מהר יותר במקום צר

שימו אגודל על קצה צינור גינה, והמים יוצאים מהר יותר. הברז עדיין שולח אותו מספר ליטרים בשנייה, ולכן במקום שבו הפתח קטן המים חייבים לנוע מהר יותר כדי שכולם יעברו. מים כמעט לא נדחסים, ולכן מה שנכנס בקצה אחד של צינור חייב לעבור בכל חתך באותו קצב. זו משוואת הרציפות:

$Q = Av$⁠

הספיקה $Q$⁠ שווה לשטח החתך $A$⁠ כפול מהירות המים $v$⁠. בסצנה צינור ונטורי: הוא ברוחב 80 mm, מצטמצם בהדרגה לצוואר קצר, ומתרחב לאט בחזרה. הספיקה ורוחב הצוואר קבועים עכשיו.

שלב 2 מתוך 6

העמודים

שישה עמודי זכוכית עומדים על חורים קטנים לאורך החלק העליון של הצינור, וכל אחד פתוח לאוויר למעלה. המים עולים בעמוד עד שמשקלם מאזן את הלחץ בצינור שמתחתיו, ולכן גובה כל עמוד מודד את הלחץ במקום הזה: 10 cm של מים הם כ־1 kPa מעל לחץ האוויר. כאן צינור ישר, והספיקה קבועה.

שלב 3 מתוך 6

משוואת ברנולי

דניאל ברנולי ניסח ב־1738 כלל אחד: לאורך הזרימה, הלחץ והתנועה חולקים תקציב קבוע של אנרגיה. בכל מטר מעוקב של מים הלחץ $p$⁠ נחשב אנרגיה, וגם התנועה, $\tfrac{1}{2}\rho v^2$⁠. בזרימה קבועה בלי חיכוך, באותו גובה:

$p + \tfrac{1}{2}\rho v^2 = \text{const}$$p + \tfrac{1}{2}\rho v^2 =$$\text{const}$⁠

הצגת לחץ ומהירות על לחץ ומהירות: המים הופכים מכחולים לענבר במקום שבו הלחץ שלהם יורד, ולצד כל עמוד עומד מוט כחול ללחץ ועליו מוט ענבר למהירות. כל זוג מגיע לאותו קו מקווקו.

שלב 4 מתוך 6

ספיקה כפולה

כאן הספיקה 1 L/s, ורוחב הצוואר קבוע על 40 mm.

שלב 5 מתוך 6

מתחת ללחץ האוויר

אם המים מהירים מספיק, הלחץ בצוואר יכול לרדת מתחת ללחץ האוויר שבחוץ. אז אף טיפת מים לא יכולה לעמוד בעמוד שמעל הצוואר: הוא מתרוקן, ואוויר נשאב פנימה דרך החור ונסחף בבועות. הלחץ בכניסה נשמר תמיד על 36 cm של מים, כאילו משאבה מתכווננת לשמור עליו.

שלב 6 מתוך 6

מרסס

מהנדסים משתמשים בזה בכוונה. משאבת מים במעבדה שואבת כך אוויר מבקבוק, ובקרבורטור של מכונית ישנה נשאב דלק לתוך האוויר שזרם מהר בצוואר צר. גם מרסס בושם עובד כך.