Паскаль, Трактат о равновесии жидкостей (1124054), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Х) Если бы в трубке не было ртути, то ясно, что вода вошла бы в нее и поднялась на высоту четырнадцати футов, т е. до уровня ее в реке. Так как однако фут ртути весит столько же, сколько эти четырнадцать футов воды, место которых он занял, то естественно, что он держит воду в таком же равновесии, как держали его эти четырнадцать футов воды. 1ЗА паскаль Если же опустить трубку в воду настольно, что верхний конец се погрузится, то вода войдет в трубку,п ртуть вытечет: тан нан вода весит столько же внутри, как н снаружи трубки, то ртуть останется без необходимого для ее удержания противовеса.
ГЛАВА Н' О РАВНОВКСИИ ЖИДКОСТИ И ТВКРДОГО ТКЛА Теперь мы дадим примеры равновесия воды и массивных тел, например медного массивного цилиндра. Его можно заставить плавать в воде следующим образом. Надо взять очень длинную трубку, например в двадцать футов, которая расширялась бы и нижнему нонцу наподобие таи называемой воронки; этот нижний конец дол;нсн быть круглым; в него надо вставить медный цилиндр, обточенный с такой точностью, чтобы он мог входить и выходить в отверстие этой воронки и перемещаться в ней, однако так, чтобы вода совершенно не могла проходить между нии и стснктми воронки; таким образом он оудет служить поршнем.
Опуская цилиндр вместе с воронкой в реку так однако, чтобы конец трубпи выступал из воды, держа трубку в руне и предоставляя медный цилиндр самому себе, мы увидим, что этот массивный цилиндр пе падает, а остается подвешенным, потому что вода касается его снизу, а ие сверху, ибо она не может войти в трубку; таким образом вода толкает его кверху совершенно таи же, как в предыдущем примере она толкала ртуть, и притом с такой же силой, с какой медный груз стремится упасть; и оба этн противоположные усилия уравновешиваются.
Правда для достижения такого эффеита нужно, чтобы груз был глубоко в воде, дабы последняя имела необходимую для уравновешивания меди высоту; если например цилиндр имеет высоту в один фут, то нужно, чтобы от уровня воды до основания цилиндра было девять футов„так нан медь сама по себе весит в девять раз больше воды; если же вода нс будет иметь достаточной высоты,что произойдет например если вынимать трубку из воды, то вес таковой уменьшится, н цилиндр упадет; если, наоборот, опустить трубку глубже, чем следует, например на двадцать футов, то не только цилиндр не сможет упасть под действием своего веса, но понадобится еще употребить большое усилие, чтобы его отделить н извлечь из воронин, так нак вес воды 245 ТРАКТАТ О РАВНОВЕСИИ 7КИДКОСТЕЙ толкает его кверху с силой, соответствующей высоте ее в двадцать футов.
Если же пробить трубку, то вода войдет в нее и будет давить на цилиндр одинаково как сверху, так и снизу; тогда под действием своего веса он упадет, как и ртуть в другом примере, ибо не будет больше противовеса, который бы его поддерживал (фиг. Х1). Если трубка, которую мы только что описали, будет изогнута, н мы вставим в нее деревянный цилиндр, а затем опустим весь прибор в воду так, чтобы верхний конец по- прежнему выступал из воды, то дерево пе поднимется, хотя вода и будет его окружать; наоборот, оно войдет глубже в трубку, потому что вода касается его сверху, а не снизу; так как она сама не может войти в трубку, то она давит на дерево всем своим весом вниз, а отнюдь не вверх, нбо она не касается его снизу (фиг.
Х11). Если бы цилиндр этот находился как раз на уровне воды, т. е. был погружен лишь настолько, чтобы вода не стояла над ним, а сам он не выступал бы из воды, то он не мог бы быть вытолкнут весом воды ни кверху, ни книзу, потому что она не касается его ни сверху, ни снизу, не имея возможности войти в трубку и соприкасаясь с ним лишь с боков. Вследствие этого он не поднимется, так как его ничто не поднимает, а, наоборот, упадет, но лишь под действием своего собственного веса (фиг. Х??1).
Если бы нижний конец трубки был поверя)т в сторону, наподооие посоха, туда вставлен цилиндр, и все это опущено в воду так, чтобы верхний конец трубки попрежнему выступал из воды, то вес воды втолкнул бы цилиндр сбоку внутрь трубки, потому что вода не касается его с противоположной стороны. И действовать таким образом она будет с тем большей сичой, чем больше ее высота. ГЛАВла чл, О РЕ?чХ, КОРОРЫЕ СОВЕРШЕННО ПОРРУЖЕНЫ В ВОДУ ?а|ы видели выше, что вода выталкивает кверху тела, которых она касается, снизу, что она толкает книзу те, которых касается сверху, н что она толкает в сторону те, которых касается с противоположной стороны. Отсюда легко заключить, что когда тело полностью погружено в воду, то вода, касающаяся его сверху, снизу и со всех сторон, стремится толкать его и кверху, и книзу, и во все стороны.
Но так как высота воды является мерилом той силы, которую 17 Начала аилраачачиии. 246 ПАСКАЛЬ она проявляет во всех этих давлениях, то очень леско видеть, какое из этих усилий должно преобладать. Действительно прежде всего ясно, что так иак вода имеет одинаковую высоту по отношению ио всем боковым поверхностям тела, то ойа давит на них одинаково, и потому тело это не получит никакого сдвига ни в какую сторону, подобно флюгеру, находящемуся под действием двух одинаковых ветров; но таи как вода имеет большую высоту по отношению к нижней поверхности тела, чем к верхней, то ясно, что она будет более толкать его вверх, чем вниз;.
а так к«к разность этих высот воды равна высоте самого тела, то легко понять, что вода будет толкать его более кверху, чем книзу, с сичой, равной весу объема воды, занимаемого телом (фиг. ХУ). ТЕЛО, НАХОДЯЩЕЕСЯ В ВОДЕ, ЕРАВНОВЕШИВАЕТСЯ РАВНЫМ ОБЪЕМОМ ВОДЫ Таким образом тело, погруженное в воду, поддеряшвается такой же силой, как если бы оно находилось на одной чашке весов, другая чашка которых нагружена объемом воды, равным объему тела. отсюдА еле «евт, ЧТО НЕКОТОРЫЕ ТЕЛА В НЕН ПАДАЮТ Отсюда ясно, что если тело сделано из меди или нз иного вещества, которое весит больше, чем вода в том же объеме, то оно падает, потому что вес его превосходит тот, который его уравновешивает. ДРТГИЕ ПОДНИМАЮ«СЯ ИЗ НЕЕ Если тело сделано из дерева или другого вещества, более легкого, чем вода в том же объеме, то оно поднимается в ней со всей той силой, на которую вес воды превосходит вес тела.
неиотогые же нк подннмАются н нв ОпескАются Если же оно весит столько же, сколько и вода, то оно не падает и не поднимается, как воск, который держится в воде приблизительно около того места, куда его опустили. Отсюда следует, что ведро из колодца нетрудно поднимать, пока оно находится в воде, и что вес его ощущается только тогда, когда оно начинает нз нее выходить; равным образом и ведро, полное воска, нетрудно было бы под- 247 ТРАЯТАТ о Рлвновесии жидкоствв нимать, пока оно находится в воде. Это не значит, что вода, равно как и воск, имеет в воде иной вес, нежели в воздухе; зто только указывает, что, находясь в воде, они имеют противовес, который онн теряют, будучи вынутыми нз нее; подобным н1е образом нетрудно поднять одну чашку весов, нагрун1енную ста фунтами, если другая весит столько же.
МЕДЬ ВЕСИТ В ВОЗДРХВ ВОЛЬШЕ, «1ЕМ В ВОДЕ Далее ясно, что если медь погружена в воду, то она становится весящей менее как раз на вес равного ей обьема воды, так что, если в воздухе она весит девять фунтов, то в воде она весит только восемь, ибо вода в том же объеме, создающая противовес, весит один фунт; в морской же воде медь будет весить еще меньше, потому что морская вода .весит больше приблизительно на одну сорок пятую часть. ДВА ТЕЛА, НАХОДЯЩИЕСЯ В РАВНОВЕСНН В ВОЗДЕХЕ, РТРАЧИВАЮТ ЕГО В ВОДЕ По той же причине, если два тела, одно нз меди, другое из свинца, равного веса и следовательно разного объема,— ибо меди для того же веса.требуетсн больп1ее количество,— положить на чашки весов, то они будут в равновесии; но если весы зги опустить в воду, то тела не будут уже больше находиться в равновесии, потому что каждое нз них встретит противовес объема воды, равного его собственному объему; а так как объем меди больше, чем обьем свинца, то перый будет иметь больший противовес„н потому вес свинца перетянет.
и дхже в сыРОМ воздгхв Точно так же пусть два груза из разного материала приведены в полное равновесие с предельной степенью точности, которую только люди могут достигнуть; если онн находятся в равновесии, когда воздух очень сух, то они потеряют его, когда воздух станет сырым. ВОДА ТОЛКАЕТ СВОИМ ВЕСОМ ВСЕ ТЕЛА, НАХОДЯЩИЕСЯ В НЕИ, КВВРХЕ, А НЕ Кйизх По той же причине, когда человек находится в воде, то вес ее вовсе не толкает его книзу; наоборот, он толкает его кверху; но чел>век весит больше, чем вода, а потому ПАСКАЛЬ он в воде опускается, однако с гораздо меньшей стремительностью„ чем в воздухе, так как этому противодействует равный ему обьем воды, который весит почти столько же, сколько он сам; если бы человек весил ровно столько же, сколько вода, то он плавал бы.
Поэтому, отталкиваясь от земли или делая малейшее усилие против воды, человек поднимается и плавает. В грязевые ванны человек вовсе не может погрузиться; если же его туда погружают, то он поднимается сам по себе. Равным образом, когда мы купаемся в ванне, нам не составляет никакого труда поднять руку, пока она находится в воде; но когда мы вынем ее оттуда, то почувствуем, что она весит много, потому что она более не имеет того противовеса в виде равного объема воды, который был у нее, пока она находичась в воде.
КАк твлА плАвАют Наконец тела, которые плавают на воде, весят как раз столько, сколько и вода, место которой они занимают, потому что вода, касаяс1 нх снизу, а не сверху, толкает их только вверх. Вот почему свинцовая пластинка, имеющая выпуклую форму, плавает„благодаря своей форме она занимает в воде большее место по сравнению с тем, которое она заняла бы, будучи массивной. В последнем случае опа заняла бы в воде место, равное объему материала, из которого она сделана: а этого было бы недостаточно, для того чтобы ее уравновесить. ГЛАВА М О СЖИМАЕМЫХ ТЕЛАХ, НАХОДЯЩИХСЯ Е ВОДЕ Из всего того, что я изложил, видно, каким образом вода действует на все находящиеся в ней тела, давя на них со всех сторон; отс1ода легко вывести, что если в воду будет погружено сжимаемое тело, то она должна будет сжать его по направлению к центру; действительно она это сделает, как это будет видно из следующих примеров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
