水道の蛇口をひねったときに水が出るのは水に圧力がかかっているからです
この圧力の反作用でしょう

ホースの反力は、水の噴出によるものではなく、ホースによって水の流路が曲げられることによる反作用だったはずです。全く曲がっていないホースならば反力は受けず、水圧を上げても、蛇口から抜けるだけです。

多分これが適用できるかな？
http://www.asahi-net.or.jp/~hy9n-knk/sec4.htm

圧力の反力ということは、ホースのどの面に力が掛かるのでしょうか？
＞BlackBoxさん

曲げられる事によるものとありますが、水には曲げられた方向に
力が働くことになり、反力としてはその逆方向に働くものではないでしょうか？
＞Horisisさん

（返答に対して反論しているので、反感を買いそうですが
決して変な意味で反論しているのではないことを、
了承ください。m(__)m）
返信をくださったお二人には、非常に感謝しています。
ただ、、真実を押さえたいだけなので・・・

じゃぁ圧力に押し出された水が空気の壁に当たって・・・・・ぇ

ロケットをホースと置き換えるとわかりやすいかも。

>圧力の反力
上水道のポンプじゃないでしょうか？
>蛇口から抜ける
これは水の粘性？のためだと思います。

単純に、蛇口をひねったとき流量は一定になる訳だから、ホースの出口を狭くすると水圧は高くなる。
これは電気と同じですね。
高い水圧で狭い出口から出る水は速度が速くなる。
然し、出たとたんに圧力は解放されるわけだから、とたんに速度は遅くなる、然し直後から飛び出してくる水は高速で圧力を受けて居るのでぶつかる。
それが連続しているわけだからホースの中の水は反対方向に圧力を受ける。

ダメですか？

＞航空機のジェットエンジン

ロケットエンジンの方じゃないですか？
ほかにはウォータージェットとか。

返信ありがとうございます。

>蛇口から抜ける
確かに、これは粘性と考えられますね。粘性によるホースが受ける反力
は水の流れる向きですからね。

＞それが連続しているわけだからホースの中の水は反対方向に圧力を受ける。

間違っているかもしれませんが、ベルヌイの定理から（非圧縮・非粘性）
1/2ρｕ^2+ｐ=1/2ρｕo+ｐo（但し、ｐo、ｕoは大気圧と放出された流体の速度）
となるので、排出後の速度ｕoは
ｕo=ｕ^2+2(ｐ−ｐo)/ρ
となります。ここで、ｐとｐoではｐの方が高くないと水が流れないのでｐ−ｐo＞０
よって、ｕoはｕよりも速いことになります。（実際には損失ヘッド｛粘性による抵抗｝
がでるので、速くなると言うことはないと思いますが・・・）
なので、速度の速さでは無いと思うのですが・・・この考え自体
今考えたので、間違っている可能性あります。もし違っていたら
指摘をよろしくお願いしますm(__)m

この原理、ロケットであれば分かるんです。（合っているかどうかは怪しいですが・・・(^^ゞ
ロケットの場合ですと、片側が閉じられた中空円柱と考えることが
できます。この状態で円柱内部の圧力が外部よりも高ければ、閉じられて
いる方には静圧がかかりますが、もう片側は解放されているため力が
かからず、結果ロケットは静圧によって上に押し上げられることになり
ます。
しかし、ジェットエンジンのような両側が解放されている筒では
上の考えができません。正直な話、ただの筒（といったら開発者に
怒られますが）であるスクラムジェットなどは、私、どういう経路で
推力を得ているのかが分かりません。これと似たものがホースだと
思い、今回質問しました。

　あの後、もう少し考えを整理したので、再びの書き込みです。

　ホースに曲がりがあると、流水の慣性力（遠心力）によって曲がり
外向きに力が働きます。曲がりの半径を大きくする方向に働くとも言
い換えられます。
　このときに、ホースの両端が固定されていればこの力はホースの張力
となり、ホース両端を引っ張る方向に働きます。この引っ張り力を、
ホースが前から押されているのだと勘違いしているのが今回の話では
ないかと考えます。
　ホースを、抵抗も曲がりも無い理想的なものとして考えたならば、
入ってくる水の持っている運動量と出て行く水の運動量は等しいはず
なので、ホースは何ら力を受けないはずです。
　ロケットの場合とホースの場合は根本的に話が違います。
ロケットもジェットエンジンも、内部に持っていた推進剤に運動量を
与えてその反作用で推進しますが、ホースにはこの機構はありません。

コレでどうでしょうか。

いや、まっすぐでも反作用で圧力は受けるです。
だったら、理想的なまっすぐなホースを使えば消防士さんは力任せにホースを押さえなくて良くなります。

流量一定として、出口を細くすると圧力は高くなります。
これはいいと思うんですけど。
で、細くした所に同じ量の水を流そうとすれば流速って速くならないかなぁ。
逆に、直径1センチの管に1秒間に1リットルの水を流すとして、同じ条件で1秒間に2リットル流すには速度が速くならないと流れないと思うけど。もちろん圧力も高くなる。

１１．のＨｏｒｉｓｉｓさんの考えで良いような気がします。
仮にホースが無い場合の水の状況を考えてみます。
例えば下向きの蛇口なら、有無を言わさず真下に落ちていきます。斜め上向きなら放物線を描いて飛んでいくでしょう。

理想的なホース（と言うのがあるかどうかは知りませんが）重さも無く自由に曲がるもの、（たとえが悪いですが、先を切り取った長いコン○ーム）を考えれば、このホースは水の流れを何一つ邪魔することなく（正確に言えば拡散するのを押さえる働きはある）、ホースが無かった場合の水の流れを再現するはずです。
よく、洗車中にホースが暴れるような場面に出くわしますが、あれが理想的なホースなら、まっすぐになるだけのような気がします。

13.ｇａｍｏさんの話は、理想的なホースと言うのはまっすぐかどうかではなく、「ホースの無い状態なら、消防士は傍観しているだけで水が飛んでいく」というべきでしょう。元の蛇口をうまくコントロールできれば、目指すべきところに水は飛んでいきます。

元の蛇口には当然圧力がかかりそうな気がしますが、これを言い出すと（ポンプ車ではないとして）貯水池の水は、地球の中心に向かって引き寄せられている・・・というところまでたどり着くかな。

で有れば、出口じゃなくて途中の曲がっている部分が暴れるはずですが、洗車中にホースの途中が暴れた経験は無いです。

ホースの先が暴れるのは単に曲がったホースが水圧でまっすぐになろうとして反動で行ったり来たりしてるだけだと思うのですが・・・違いましたっけ？
先っちょが暴れるのは最終的な力の逃げ場がそこだからではなく？

＞流量一定として、出口を細くすると圧力は高くなります。
＞これはいいと思うんですけど。
＞で、細くした所に同じ量の水を流そうとすれば流速って速くならないかなぁ。
なりますね．
すばる望遠鏡の自然風制御機構にも利用されてます．

ロケットもホースも同じだと思いますよ。
圧力の瞬間的な解放による膨張の反作用ではないですか？

貴重なレスをありがとうございます。

なるほど。確かに水の慣性と考えるとホースが振れるのは分かります。
両端固定の場合もokです。
しかし、慣性であればこれはどうなるのでしょうか？
gamoさんもおっしゃっていますが、先端を細くすると水を非圧縮と
考えると、連続の式（単位断面積を単位時間に通過する質量流量は等しい）
より、細くした部分は他の部分よりも速いことになります。
すると、運動量保存即より先端を細くしないときよりも、細くした方が
より大きな運動量変化が起こり、より反力を受けることになります。
しかし、もしこれが慣性で考えてしまうと、あくまで張力は曲がった部分
で起こるので、先端の速度がどうであろうが関係ないような感じがしますが
これはどうなるのでしょうか？

ジェットエンジンやロケットエンジンで先細末広ノズルを採用しているのは
後流の速度を増やし、運動量を増やすためだと思います。
この考え自体が、ホースと一緒にしては行けないのかもしれませんが・・(^^ゞ

＞圧力の瞬間的な解放による膨張の反作用ではないですか？
これ、どこかできいたことがあるような気がするのですが、疑問が残ります。
まず、確かに圧力が解放されると流体は膨張しようとしますが、果たして
通常の状態では水は圧縮しないので、これが膨張すると考えていいのでしょうか？
また、その考えですとホースの出口に力が（圧力が）かかる、と考えるのでしょうか？

よろしくお願いします。m(__)m

反論ばかりですいません。

１５の私の書き込みはホースの先端が細くない場合の話です。ｇａｍｏさんやぜふぃみあさんの議論の目的が、ジェットエンジンの説明であるとすれば、違ってきますね。たしかに、私の洗車用のホースは先端に可変ノズルがついていて、水流を３段階に調整できます。この場合、一番細い状態にすると反動力が強くなります。

ジェットエンジンは、前面から吸い込んだ空気を多段プロペラで圧縮し（通り道が狭くなるのに、スピードは変わらない？）燃焼室に送り込みそこへ燃料を噴射し後方へ膨張させる。その際前面のプロペラと直結している後方のプロペラを回転させ、前面のプロペラを回す。
これは形を変えて自動車のエンジンと同じですよね。圧縮・燃焼・膨張、そしてその膨張の力でまた圧縮する。
http://www.jal-foundation.or.jp/html/TaikiKansoku/html/d-1-2_jetengineshikumi.htm

ぜふぃみあさんの疑問は、燃焼して膨張した空気がなぜ前面に逆流しないか？　という疑問ととらえて良いのでしょうか？
いづれにせよホースの話とは直接関係しないような気も・・・。

　例えば、接地抵抗ゼロの板の上でボールを投げるとボールも飛ぶし、板も動く。
多分、小学校でやったことだと思いますが、要因の一つ。
ホース内に有る内は、蛇口から掛けられた圧力の逃げ道は、ホースによって制限されるので、出口方向しか有りません。
然し、ホースから出たとたんに、四方八方に向かいます。
つまり、運動エネルギーの方向は一方だけでなくなる訳だから、特定の方向へ向かう速度は圧力が解放されると遅くなるのでは無いでしょうか。
そこへ連続して水が来るのだから、瞬間的にとはいえ、その場所に滞留
している水にぶつかる、と言うか押すと思います。
すると反作用でホースも押されると思いますが。

この場合、反作用は物質の膨張率、膨張の速度、質量が関係すると思います。
水は膨張率はきわめて少ないでしょうが、質量はかなりあると思います。
ロケットの場合、爆発したガスは質量はきわめて少ないでしょうが、
膨張率、膨張の速度はきわめて高いと思います。

貴重なレス、ありがとうございます。
さて、現在知りたいことは、
１．ホースから水を出したときの反力は、運動量保存で説明できるが
具体的にはどういう経路で、力が伝わっているのか

２．同様に、ジェットエンジンの場合はどういう経路になるのか？

という２点になります。

＞すると反作用でホースも押されると思いますが。
この説明ですが、確かにその通りだと思うのですが、水が押されるのでは
無いでしょうか？ホース自身も押されるんでしょうか？

理解ができなくて、すいません。

Ｐ．Ｓ
核心をつくと、運動量推力というものが、どういう経路で伝わっているのかを
知りたいです。m(__)m

＞１．ホースから水を出したときの反力は、運動量保で説明できるが
＞具体的にはどういう経路で、力が伝わっているのか

単純化するためにホースを一度忘れて、たとえばツルツルの床の上にペットボトルを置いて、下の方のどこか一方に穴を開け水が出るようにしたと思ってください。
そうすれば、このペットボトルは噴き出す水の反動で滑っていくと思います。
これがヒントになりませんか？

＞２．同様に、ジェットエンジンの場合はどういう経路になるのか？

プロペラ機のプロペラが推力を生むというのはＯＫですか？
もしそれがＯＫなら、燃焼して膨張した空気がなぜ前面に逆流しないか？　という疑問になるような気がするのですが・・・。

疑問点はなんとなくわかるので、お力になりたいんですけどここらあたりが私の限界ですｍ（＿）ｍ

　ホースの問題ですが、色々とこんがらがってきたので今回は不完全です。
ご容赦下さい。（「川は大地に対して推力を発生させているのか」とか考え始めてしまったので）
　一応議論の立場をハッキリさせておくと、太さの変化しないホースに
関しては推力は発生しないという立場です。
　で、です。一端が開放されていて、途中で太さが変化するホースの場合、
断面積が減少したときには、「減少した断面積＊動水圧（水の慣性力により発生）」
だけの力が、水流と同方向に壁面に対して働きます（断面積が減少する部分では
水流に対して角度を持った壁面が出現するので、そこが力の作用点となります）。
　逆に断面積が増加し流速が落ちた場合は、水流と反対方向（推力方向）
への力が壁面に対して働きます。（コレは、２２番でｇａｍｏさんが言って
おられる「滞留している水にぶつかる」ことによるものです）この為、
ロケットエンジンにおいてはノズルの開口比が重要な要素となります。
また、ロケットの作用点はノズルの表面となります。
　少し日常的経験と違う様に感じるかもしれませんが、これでいいハズ…………多分（自信なし）

　ジェットエンジンなのですが、まず、ホースとは違って、吸気したガスの
体積と排気の体積が違うことを押さえて置いてください。
　ひとまず一番簡単なジェットエンジンとしてパルスジェットエンジン
を挙げます。これはジェットエンジンであるのに、吸気（排気）→燃焼という
サイクルを持っています。仕組みは単純で、本体は、進行方向の側に、
高速で開閉するシャッターを持つ円筒で、それに同期して燃焼室内に燃料を
送りこむ機構があるだけです。
１：シャッターが閉まっている状態で燃料の噴射
２：着火・爆発して後方にガスを噴出
３：シャッターが開いて新しい空気の取りこみと排気
１：シャッターが閉じて燃料を噴射
………
を繰り返します。
このエンジンにおいて、シャッターの替わりにファンの動圧を用い、
後の行程を連続燃焼とすれば通常のジェットエンジンになります。

毎度、わかりにくい文章で済みませんです。

まだ続いてましたか。
＞Ｈｏｒｉｓｉｓ さん
途中で細くならなくてもいいんです、その場合は水圧がもっと高くなるか、ホースが初めから細いかと言うことです。
＞ぜふぃみあ さん
前の説明で、ボールが水だとすると、ホースは接地抵抗ゼロの板ではないかと思います。
押し返されるのは水で良いと思います。
その作用点はホースから出る（圧力が解放される）瞬間点、支点は水圧を掛ける蛇口だと思います。
注：その先もあるだろうというのは分かりますが、蛇口は固定されていますし、給水塔からの水圧が直接ただ一つその蛇口に掛かっているわけでは有りませんから。本来は噴射ノズル部分だけを考えてホースは水圧を供給するための自在肢と考えた方が良いと思うのです。
で、支点へ向かって押されるのですが、ホースは材質上、膨張を押さえる力は十分に有りますが、自在に曲がるので作用点により近い部分で暴れるのではないかと思います。
ロケット、ジェットエンジンの場合も作用点は出口の瞬間、支点は圧力を供給する燃焼室。

レスが遅れてすいません。
何となく、私が後はみなさんのレスを元に考えれば、答えがでそうな木がします(^^ゞ
少し時間をとって考えてみますね。
ありがとうございますm(__)m

自分の考えていることを、図を使わないで文章だけで説明する事って
難しいなぁと感じました。

＞自分の考えていることを、図を使わないで文章だけで説明する事って
＞難しいなぁと
全く同感です。

私の場合は身振り手振りが使えないのがめちゃくちゃ痛いと思う今日この頃・・・
＜どちらかというとジェスチャー派らしい