「入り口の面積」と「出口の面積」による風速の変化

気象予報士試験でたびたび登場する「入り口の面積」と「出口の面積」による風速の変化について考えます。

「入り口の面積」とは、風が入ってくる面の面積のことで
「出口の面積」とは、風が出ていく面の面積のことです。

水で例えて考えてみましょう。

入り口の面積が出口の面積に比べて大きく、出口の面積が入り口の面積に比べて小さい場合
出口から出てくる水の勢いは、入り口から入る水の勢いより強くなります。

水鉄砲と同じ原理です。

では逆のパターンを考えてみましょう。

入り口の面積が出口の面積に比べて小さく、出口の面積が入り口の面積に比べて大きい場合
出口から出てくる水の勢いは、入り口から入る水の勢いより弱くなります。

上記の２パターンの出口から出てくる水の勢い（風速）を計算する場合、以下のように考えると楽ちんです。

入り口から入る水の総量（風によって入ってくる空気の総量）は、出口から出る水の総量（風によって出ていく空気の総量）と等しいので（等しいと考えるので）

式↓

「入り口の面積」×「入り口から入る水の勢い（風速）」＝「出口の面積」×「出口から出る水の勢い（風速）」

たいていの試験問題では、「出口から出る水の勢い（風速）」を問われるので、以下の式で解けます。