19
Тракт о равновесии жидкости
Мы помещаем здесь первый главу из трактата Паскаль, в котором он формировал свой знаментий закон об условиях равновесия жидкости, обосновал принцип действия гидравлических машин и развясил так называемый гидростатический парадокс (все эти проблемы рассматриваются в курсе физики для шестого класса). Полное название этого сочинения звучит следующим образом: «Тракты о равновесии жидкости и все массы воздуха, содержание объяснения принцип различных явлений природы, которые до сих пор не были достагоно известны и, в частности, тех, которые приписывают богатии пустоты». Оно было опубlikовано в 1663 году, то есть через год после смерти автора. Паскаль написал его в 1651—1653 годах.
На русском языке этот трактат в переводе А. Н. Долгова опубликован в книге «Начала гидростатики; Архимед, Стэвин, Галилей, Паскаль», изданной в 1933 году Государственным техническим издательством. Приведенные в статье рисунки занимаvolны из трактата. Публикацию подготовил В. А. Лешковцев.
ГЛАВА I
О том, что жидкости имеют вес, соответствующей высоте их строения
Если прикрепить к стене несколько сосудов, один такой, как на рисунке первом, другой наклонный, как на втором, затем более широкий, как на третьем, потом узкий, как на четвертом, затем такой, который представляет собой не что иное, как узкую трубку, примыкающий внизу к широкому, но не имеющему почти высоты сосуду, как на рисунке пятом, наполнить их все водой до одинаковой высоты, сделать у всех внизу одинаковые отверстия, каковые закрыть пробками, чтобы удержать воду, то опыт показет, что нужно одинаковая сила для того, чтобы воспрепятствовать этим пробкам выпасть, хотя вода в этих различных сосудах находится в весы
20
различных колчеств. Происходит это потому, что вода имеет одинаковую высоту во всех сосудах, и мерой указанной силы является вес воды, содержащейся в первом сосуде, однородном по своей форме. И если это колчество воды весит сто фунтов ), то нужно сила в сто фунтов, чтобы удержать каждую из пробок, даже и у пятого сосуда, хотя вода, заключенная в нем, не весит и одной унции*).
Чтобы проверить это точно, надо закрыть отверстие пятого сосуда круглым куском дерева, обернуть примыть, как поршень насоса. (Поршень должен входить в отверстие и проходить через него с такой точностью, чтобы не застреть и в то же время препятствовать выходу воды.) Затем прикрепить к середине этого поршня нитку, которая проходила бы через эту тонкую трубку, привязать ее к одному плецу кормысла весов, а на другое плецу повесить груз в сто фунтов. Тогда мы увидим полное равновесие этого груза в сто фунтов с водой в тонкой трубке, которая весит одну унцию. Если же немного уменьшить груз в сто фунтов, то вода опустит поршень, а следующее колчествах.
*) 1 фунт равен 453,6 г.
**) 1 унция равна 28,35 г.
довательно, и то плечо кормысла весов, к которой он прикреплен, и поднимет то, на котором висит груз немного менееста фунтов. Если же вода замерзнет, а лед не пристынет к сосуду, то, чтобы удержать его в равновесии, достаточно будет иметь на другом плече кормысла весов всего лишь одну унцию. Если же приблизить к сосуду огонь и растить лед, то попадаются уже сто фунтов, чтобы уравновесить тяжеть этого льда, расплавленного в воду, хотя мы располагаем всего только одной унции ее.
To же произойдет, если отверстия, которые закрывают пробками, будут сбоку или же в верхней части сосудов; проверить это будет еще легче, именно следующим образом.
Надо взять сосуд, закрытый со всех сторон, сделать в верхней части его два отверстия, одно очень узкое, а другое более широкое, и укрепить над тем и другим трубки такого же размера, как и отверстия (рис. VI). Если вставить теперь в широкую трубку поршень, а в тонкую нильтЬ воды, то легко видеть, что на поршень надо будет положить больший груз, чтобы вес воды в тонкой трубке не вытолкнул его вверх, подобно тому как в первых опытах нижна была сила в сто фунтов, чтобы воспрепятствовать выталкивание поршня вниз,
21
когда и ответите находилось внизу.
Если бы ответите находилось сбоку,
то нужно была бы такая же сила,
что бы все воды не вытолкнул поршень в сторону.
И если бы трубка, заполненная водой, была во сто раз шире или во сто раз уже, но вода стояла бы во всех случах на одной высоте, то всегда попадобился бы один и тот же груз, чтобы уравновесить воду. Как только груз этот будет уменшен, вода опустится и поднимет уменшенный груз.
Если же напить воду в трубку на двойную высоту, то для уравновесивания воды попадобится действие на поршень двойного груза. Точно так же, если сделать ответение, в которой вставлен поршень, вдвое больше размера, то надо будет удвоить и сили, необходимую для удержания удовеного поршня. Отсюда видно, что сила, нужно для того, чтобы воспрепятствовать воде вытекать из ответствия, пропорциональная высоте стояния воды, а не ширине сосуда, и что мерой этой силы всегда является вес воды, заключающейся в колонне ее с высотой, равной высоте стояния воды, и основанием, равным величине ответия.
To, что я сказал о воде, относится и ко всем другим видам жидкости.
Разглядывая сквозь щель
(Окончание. Начало см. с 18)
А теперь поверните щель на 90° и вы увидите, что исчезли вертикальные линии решетки и появились горизонтальные. Для того чтобы разобраться в увиденном, советум посмотреть еще на колыцо. При вертикальной щели вы увидите размытыми левую и правую стороны колыца, при горизонтальной — верхнюю и нижнюю (рис. 2). Повторите опыт при разных наклонах щели. Оказывается, что всегда размытая те участки колыца, которые идут вдоль щели, и сохраняются душие поперек.
Рис. 2.
Если, однако, у вас все наоборот (сохранились линия, параллельные щели, и исчезли перpendикулярные), то это значит, что вы не соблюдали условия (у вас слищком широкая щель и вы слищком приближаться к решетке). Телер, согласно картон так, чтобы щель разошлась до 0,5—1 мм (или прорезза в новую щель нужной ширины), приблизительно с него к решетке на расстояние 5—7 см. И вы увидите обратное тому, что было в предыдущей задаче: при горизонтальном положении щели отсутствив будут видны горизонтальные линии, при вертикальном — вертикальные!
Видимо, это тоже можно обьясить. Но сделать это надо так, чтобы не пострадала наша диффрационная теория. Иначе вам придется заного обьясить предыдущей результат. А он ведь противоложен данному.