Светлый фон

Обратим внимание — чем дырочка ниже, тем струя сильнее. О том, что давление вниз зависит от высоты столба — мы уже знаем. Но здесь сила «давит» вбок... Какова ее величина? Как ее измерить?

Вставим в каждое отверстие гибкую трубочку с открытым вторым концом и изогнем все трубочки вверх. Во всех трубочках уровень воды установится на уровне воды в сосуде — получаем закон СООБЩАЮЩИХСЯ СОСУДОВ.

Но одинаковые уровни означают равенство давлений в сосуде и в трубке, и величина этого давления определяется высотой столба (расположением отверстия). Следовательно, давление в жидкости направлено не только вниз, а во все стороны с одинаковой силой — получаем закон ПАСКАЛЯ. Действие этого закона можно проверить, если заталкивать в воду пустой сосуд с твердым дном и мягкими стенками и наблюдать, как эти стенки будут сминаться на разной высоте.

Какова ОФ стенок стакана? С учетом результатов этих экспериментов — дать определение объекту «СТАКАН» с точки зрения физики.

Обратим внимание, что в последних экспериментах диаметр трубочек во много раз меньше диаметра сосуда, но уровень — одинаков. Отсюда недалеко до вывода, что давление не зависит от площади сосуда, а только от высоты столба (глубины).

А теперь посмотрим, что общего есть у всех трех законов? Во всех трех законах есть давление, определяемое весом жидкости, и противодавление. Очень напоминает третий закон Ньютона в механике... Не являются ли законы гидравлики просто проявлением законов механики, но в других средах? Может быть, и другие законы — тоже «родственники»?

Проведем еще несколько экспериментов — реальных или мысленных.

Поставим стакан на стол или заменим дно стакана поверхностью стола. Уберем — мысленно! — стенки стакана. Как описать процесс растекания воды с точки зрения физики?

Будем уменьшать высоту столба воды — в конце концов останется такой столбик, который при убранных стенках не будет растекаться! Почему? Что заставляет капельки воды собираться в «кучку»?

Вернемся к сосуду с отверстием сбоку. Вставим в него трубочку с ЗАКРЫТЫМ вторым концом и изогнем ее вверх. Уровень воды в трубочке будет зависеть от того, как высоко мы поднимем закрытый конец. Почему?

И еще один аспект, может быть, самый важный: где и как можно на практике применить изученные законы?

Положим поршень на поверхность воды в сосуде с отверстием сбоку и поставим на поршень груз. Что будет с уровнем воды в трубочке? От чего зависит точность гидровесов? Какое противоречие здесь возникает? Отличная изобретательская задача — как его устранить?

Нальем в трубочку, закрытую с одной стороны, воду, перевернем ее и поставим в емкость с водой. Что произойдет? Почему не выльется вся вода? (Попробуем с помощью ряда последовательных вопросов выйти на идею барометра.)