2019-11-13
Лишь немногие знают, что Галилео Галилей (1564 - 1642 гг.) до конца своих дней сомневался в существовании атмосферного давления. Честь открытия последнего принадлежит Эванджелисте Торричелли (1608 - 1647 гг.) - замечательному ученику гениального физика.
В подтверждение своего мнения Галилей приводил следующее рассуждение.
На некоторый мысленно выделенный внутри объем воды (или любой иной жидкости) действуют две противоположно направленные силы - сила притяжения к Земле и выталкивающая сила. Согласно закону Архимеда эти силы равны по величине. Поэтому рассматриваемый объем пребывает в равновесии, то есть не всплывает и не тонет. Можно сказать, что вода в воде ничего не весит. Но как может оказывать давление на нижележащие слои то, что само не имеет веса?!
Так и воздух в воздухе, говорил Галилей, «не имея веса» сам, не может давить на расположенные ниже слои и в конечном счете на земную поверхность.
Где же ошибка в рассуждениях Галилея?
Решение:
Выталкивающая сила появляется при погружении в жидкость любого тела, даже в том случае, когда «погружается» вода в воду, то есть на некоторый мысленно выделенный в жидкости объем действуют две взаимно уравновешивающиеся силы. Однако следует иметь в виду, что силы, в соответствии с третьим законом Ньютона, всегда появляются парами. Поэтому если есть направленная вверх архимедова сила, действующая на выделенный объем, то этот объем действует на остальную жидкость с Силой, равной весу «вытесненной» жидкости, то есть своему собственному. Эта сила направлена вниз. Таким образом, хотя «вода в воде и ничего не весит», она все же давит на нижерасположенные слои и на дно сосуда, ее заключающего, с силой, равной своему весу.
Те же рассуждения можно, конечно, привести и для воздуха.