глубокий вдох: в вашем теле будет больше воздуха, и ваш объем увеличивается. Ваша плотность станет меньше, чем плотность воды, и ваше тело будет держаться на поверхности.
Сделайте глубокий выдох: ваш объем уменьшится, и вы начнете тонуть! Тогда вам придется слегка шевелить руками, чтобы удержаться на поверхности.
Возьмем другой пример: каждый знает, что при определенном весе лед имеет больший объем, чем жидкая вода (именно поэтому зимой лопается канализация, когда вода замерзает). Это значит, что лед плавает по воде, и это объясняет существование айсбергов.
Но разница в объемах остается совсем незначительной: так, айсберг почти полностью погружен в воду (почти как человеческое тело), на поверхности остается лишь малая его часть. Подводная часть айсберга, составляющая почти 90 % его объема, совершенно неразличима на первый взгляд, и поэтому льдина представляет большую опасность для проходящих мимо судов.
Следовательно, сила Архимеда, направленная вверх, равна весу, который имел бы предмет, погруженный в воду, если бы он был таким же тяжелым, как вода (не в прямом смысле «таким же тяжелым»: той же массы при определенном объеме, то есть той же плотности). Легко обобщить вышесказанное для тела, частично погруженного в жидкость, следующим образом:
«Сила Архимеда равна весу жидкости, вытесненной телом».
Сила Архимеда действует также и в воздухе, но не столь явно, потому что давление по мере увеличения высоты меняется медленнее. Именно она позволяет летать предметам, которые «легче воздуха», – воздушные шары, аэростаты.
Наконец, нужно помнить, что летательные аппараты могут летать, потому что давление воздуха под воздушным шаром выше, чем над ним, из-за гравитации. Само это давление образуется из-за столкновений молекул воздуха со стенками воздушного шара, а столкновения происходят из-за электростатического отталкивания между зарядами, составляющими атомы этих молекул.
Мы вернулись к тому, с чего начали! Даже если связь между двумя фундаментальными силами Вселенной обнаружить становится все сложнее…
СЛЕДУЕТ ЗАПОМНИТЬ
• Реакция опоры делится на две части: нормальная составляющая, которая не позволяет предмету пройти сквозь опору, и тангенциальная составляющая, возникающая из-за шероховатости опоры, которая препятствует движению.
• Трение твердых тел пропорционально силе, действующей перпендикулярно опоре. Оно не зависит от скорости.
• Сила упругости пружины прямо пропорциональна изменению длины пружины по отношению к ее длине без нагрузки.
• Трение в текучей среде увеличивается по мере увеличения скорости движения в ней.
• Сила давления воздуха возникает от столкновения его молекул с любым предметом, который в нем присутствует. Из-за гравитации давление уменьшается по мере увеличения высоты и увеличивается
