Als je een waterkraan verder opendraait komt het water er dan ook sneller uit?

Waardoor is dat niet onontkoombaar? En gaan in een elektriciteitssnoer de elektronen ook sneller als je de radio harder zet? Of kun je dat niet vergelijken, met het opendraaien van de kraan?

Het is onontkoombaar omdat er (als de snelheid niet toenam) er niet méér water uit die kraan zou komen. Electrische stroom wordt vaak uitgelegd door het te vergelijken met water, maar in dit opzicht zijn ze onvergelijkbaar.
Het is wél zo dat de hoeveelheid toe neemt. Als je teveel stroom trekt uit een te dunne draad wordt die draad ook warm

Dit klinkt heel zinnig ! Plus !

Op zich wel juist misschien, maar je verandert daar mee wel de vraag. Immers bij mijn vraag is er geen sprake van een slang. Want het kan juist die slang zijn, die dus extra druk zet op het water, die de snelheid doet verhogen. Maar aan een gewone kraan zit geen slang, alleen een opening die iets groter of kleiner kan worden.
Dus of je antwoord geldig is weet ik niet zeker.

@erotisi
Die slang is gewoon het flexibele uiteinde van de kraan.
De stelling van koensander is geldig hoor !

Zou kunnen. Het effect zie je nog beter als je de slang inknijpt. De druk erop blijft hetzelfde maar het gaatje waar het doorheen moet wordt kleiner met als gevolg een verdere bereik ergo? hogere snelheid?
Het grappige is nu net dat als ik mijn kraan dichtdraai ook het gaatje kleiner wordt maar het bereik niet verder gaat.....

@erotisi, het stukje slang zorgt voor een te verwaarlozen druk verlies. Als je de slang in één positie houdt en met de kraan speelt, zie je de hoogte vd straal variëren. Dat is een goed antwoord. De slang is er alleen om het te visualiseren. Je kan ook een schoepenrad gebruiken, maar dat is ingewikkelder.

Ik vermoed dat ik in de war was met de druk op de kraan. Ik dacht dat de druk bij elke stand even hoog was. Maar dat is natuurlijk niet zo. Wel in totaliteit maar de druk op het water wat door een kleine opening van een kraan gaat is natuurlijk niet zo groot als de totale druk als je de kraan open zet.
Maar vervolgens denk ik dan dat, omdat er juist minder druk staat op dat kleine straaltje én omdat er tegelijk ook minder water moet worden voortgeduwd, die twee factoren voor een gelijke uitkomst zorgen in geval van een grotere druk maar voor meer water.
Ergens ben ik er toch nog niet uit.... En ja, als je dmv de kraan de hoogte van de spuitstraal kunt beinvloeden lijkt het inderdaad sneller te gaan. Maar om een of andere reden denk ik dan dat dat komt doordat de hoeveelheid groter wordt. Maar hoe dan ook, als je gelijk hebt (wat ik op zich niet tegenspreek), dan ben ik nog benieuwd naar de relatie tussen het toenemen van de snelheid als de toename van de hoeveelheid water. Zou die lineair verlopen?

@erotisi,
Vandaag heb ik er nog eens over lopen brainstormen en ik heb een mooie theorie.
In de waterleiding heb je en bepaalde druk. Die is vast. De doorloop snelheid in het kraanmechanisme is constant, maar de opening varieert en daarmee het doorgelaten volume aan water. Na de opening heb je een grotere diameter ter grote van de kraanhals. Dit zorgt weer voor een druk verlies.
Stel de waterleiding voor als een constante stroom van poppetjes die naar buiten willen lopen. Het systeem is één rechte lijn/gang. De kraan bestaat uit vier deuren naast elkaar over de breedte van de gang. Doe je één deur open, lopen de poppetjes één voor één door de deur, en na de deur gaan ze naast elkaar lopen en lopen met zijn vieren naar buiten. Ze lopen op 1/4 snelheid naar buiten, want ze wachten op elkaar.
Doe je twee deuren open, gaan ze twee aan twee naar buiten en lopen met zijn vieren naast elkaar naar buiten. Nu lopen ze op halve snelheid naar buiten. Doe je alle deuren open, dan lopen ze nog steeds even snel door de deur, maar hoeven niet op elkaar te wachten en lopen op volle snelheid naar buiten.
Het stuk leiding/kranenhals na het kraanmechanisme zorgt voor een geconditioneerde uitstroom van het water. Maar bij een badkraan die naar beneden is gericht gaat deze theorie niet helemaal op. Of dan moet je de hals er afhalen.
Andere inzichten zijn welkom. Of commentaar.

+
Mooie redenering @Koensander. Dit heeft me geïnspireerd.

Een bepaalde snelheid in de kraan is niet hetzelfde als een bepaalde druk. Verkeerde aanname.
Als de kraan bijna dicht is en je knijpt in de slang, ga je druk opbouwen en spuit het water verder.
Een min.

helemaal goed Koensander, iedere vernauwing bouwt druk op, dus ook de kraan die maar half open staat.
Ten onrechte een min

Ik weet het niet zeker, maar volgens mij is je eerste zin tegenstrijdig met je betoog. Je zegt ja een kraan die verder open wordt gedraaid krijgt het water een hogere snelheid, maar je zegt ook hoe kleiner de opening hoe groter de druk hoe sneller. Dat is dus tegenstrijdig, dus wat is het nu.?
Je laatste zin wijst evenwel weer in de richting van je eerste zin

Er zit inderdaad een tegenstrijdigheid in deze uitleg: hoe kleiner de opening hoe hoger de waterstraal want hoe sneller. En daarna wordt er weer gesteld dat als de kraan zo neig wordt dichtgedraaid (dus een heel kleine opening) dat er maar 1 druppel per dag uitkomt, lijkt mij dus net trager dan sneller te worden....

Ook de stelling dat een druk van 3 bar in een vierkante buis met een zijde van 3 cm surtout 1,5 bar wordt bij een gat van 2 cm² klopt maar bij 1 enkele snelheid aangezien de snelheid en stuwdruk een kwadratisch verband hebben. Dit voorbeeld gaat dus slechts op voor 1 bepaald debiet. En zelfs dat niet als ik er verder over nadenk, want ik zie een toename van de snelheid met 450% nog geen daling van 1,5 bar veroorzaken, dat is al veel te veel en heb je onvoldoende energie over om het water nog eens te laten versnellen door de opening van 1 cm²

Er zit inderdaad een tegenstelling in mijn antwoord, waarvoor dank dit te melden.
Ik zal er nog eens stevig over moeten nadenken. Toch is het normaal, dat bij een klein gaatje in een leiding, het water verder zal spuiten (is dus een hogere snelheid) dan bij een groter gat.
Je kan het gaatje echter zo klein maken dat er amper water uitkomt, en zal dus trager zijn dan bij het eerder vermeldde kleine gaatje, maar eveneens trager dan bij het grote gat. De ene keer is het sneller, maar bij héél klein weer niet, wel weer ten opzichte van een nog kleinere opening. Het lijkt dat bij een bepaald punt, de snelheid afneemt ten opzichte van een groter gat, inplaats van toeneemt.
Verklaar DAT eens? Heeft het wat met wrijving te maken?

De tegenstelling zit 'm volgens mij in het feit dat je 2 verschillende situaties vergelijkt. Stel het eens niet voor als een leiding maar als een darm. Knijp je die darm in het midden toe dan krijg je een drukverlies en het water gaat inderdaad sneller door dat toegeknepen deel dan door de niet toegeknepen delen voor en na maar het drukverlies blijft aanwezig, het water gaat dus trager door de darm dan voor je er in kneep. Knijp je nu niet midden in de darm maar op het eind van de darm dan neemt de snelheid na het dichtgeknepen deel niet opnieuw af omdat de doorsnede niet opnieuw groter wordt en dus spuit in dat geval het wat er wel sneller uit dan voor het knijpen. Tenzij je zo hard gaat knijpen dat het wrijvingsverlies niet kan overwonnen worden. Het drukverlies door wrijving is dan groter geworden dan de stuwdruk.

Ook in het geval van een ideale opstelling, dus als er geen drukverliezen zijn, zal het water er sneller uitstromen.
Als je het systeem ziet als drie delen achter elkaar, leiding, kraangedeelte/vernauwing en het uitstroomgedeelte, en de kraan staat helemaal open, stroomt het water overal even hard. Aangenomen dat de drie delen dezelfde doorsnede hebben.
Als je de kraan half dicht zet, is de stromingssnelheid voor en na de kraan even hoog. In de vernauwing is die hoger, echter nooit hoger dan de maximale druk ik de leiding toestaat, of kan geven.
Dus in het kraangedeelte heb je altijd de maximale stromingssnelheid.
De uitstroomsnelheid staat tot kraangedeeltesnelheid als
Kraangedeeltediameter staat tot uitstroomdiameter.

In het geval dat er geen drukverliezen zouden zijn (wat natuurlijk gezien niet kan) veranderd enkel het debiet als de snelheid gelijk zou blijven. Probleem is dat je nog steeds met de wet van behoud van energie zit. Geen drukverliezen betekent geen energieverlies als wrijving en dus zal de energie voor en na de kraan gelijk moeten zijn. De manometrische druk voor de kraan zal wel gelijk blijven en ook het debiet over het gehele systeem kan natuurlijk niet anders dan gelijk zijn, dus betekent dat dat de snelheid in het kraangedeelte hoger is dan voor en na als de diameter hier kleiner is dan in de leiding ervoor en erna. De stuwdruk neemt dus toe en de manometrische druk neemt af. Dus in de kraan gebeurt het omgekeerde van wat jij beweerd: gaat de kraan meer open dan stroomt het water net trager door het kraangedeelte. Echter heb je na het kraangedeelte nog een stukje leiding en daar veranderd verder niets aan, als je geen wrijvingsverliezen meerekent worden de drukken na de kraan dus weer gelijk aan wat deze zouden zijn als de kraan volledig zou open staan. Dus als je geen wrijvingsverliezen meerekent moet het antwoord zijn dat het water exact even snel uit de kraan stroomt ongeacht de stand van de kraan, er uiteraard van uitgaande dat de druk op het leidingwaternet constant is.

Als je het laatste van de leiding, het stuk achter de kraan zou wegsnijden dan krijgt het eind van de leiding natuurlijk wel een veranderlijke diameter en is het wel bepalend voor de snelheid waarmee het water het systeem verlaat. Het totale debiet neemt nog steeds af want er is een wrijvingsverlies, maar aan het eind krijg je alsnog een hogere snelheid op voorwaarde dat de stijging in stuwdruk hoger is als het drukverlies. @Erotisi: Dit is dus ook de oplossing voor het dilemma met de darm waarop je knijpt, aangezien dat hetzelfde principe is.

Je zegt: ' krijg je alsnog een hogere snelheid op voorwaarde dat de stijging in stuwdruk hoger is als het drukverlies.' Als je de kraan verder opendraait, dan stijgt natuurlijk de totale druk op het water wat er door gaat, maar valt die toename aan druk niet weg tegen de extra hoeveelheid water dat moet worden weggeduwd, met als resultaat een gelijke snelheid? Stel dus totale druk op kraan 3bar, en doorsnede van de kraan is 1 cm^2.
Zet je de kraan voor de helft open dan krijg je een druk van 1,5 op 0,5 cm2 stromend water. Dan krijg je de som van 1,5 / 0,5 = 3
Bij een open kraan krijg je dan 3 bar / 1cm/2 = ook 3. Ergens klopt het misschien niet?

De druk die stijgt als je de kraan verder opendraait is omdat het drukverlies wegvalt. Verder doet de hoeveelheid water er niet toe, er is namelijk geen extra hoeveelheid water. Het water waar het om gaat is het volume dat in het systeem zit en aangezien de leidingen steeds dezelfde grootte hebben is de hoeveelheid water steeds hetzelfde. Veranderd er dus niets aan. Wanneer je stelt dat de totale druk 3 bar is en je gaat naar 1,5 bar kan dat alleen met drukverlies. De druk in het systeem blijft namelijk gelijk. De enige veranderende factor behalve dat drukverlies, als de doorsnede wijzigt is de snelheid omdat het debiet in het systeem uiteraard ook overal gelijk moet zijn. Dus wat je daar doet met die drukken en die oppervlaktes klopt niet. Je moet dat als een kwadratisch verband beschouwen tussen stuwdruk en snelheid.