Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kvant.mccme.ru/pdf/1998/02/35.pdf Дата изменения: Fri Dec 23 19:24:26 2005 Дата индексирования: Tue Oct 2 00:22:27 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: п п п п п п п п п п п

Почему у сыра круглые дыры
С.КРОТОВ

'КВАНТ' ДЛЯ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ

35

...На полянке рос высокий-превысокий дуб, а на самой верхушке этого дуба кто-то громко жужжал: жжж! Винни-Пух сел на траву под деревом, обхватил голову лапами и стал думать. Сначала он подумал так: 'Это жжжжж неспроста! Зря никто жужжать не станет. Само дерево жужжать не может. Значит, тут кто-то жужжит. А зачем жужжать, если ты не пчела? По-моему, так!'. Потом он еще подумал-подумал и сказал про себя: 'А зачем на свете пчелы? Для того, чтобы делать мед! По-моему, так!'. Тут он поднялся и сказал: ' А зачем на свете мед? Для того, чтобы я его ел! По-моему, так, а не иначе!'. А.Милн. Винни-Пух и все-все-все

П

тичного героя медвежонка Винни-Пуха? Наверное, потому, что он нам напоминает нас самих, когда мы были маленькими, задавали всякие глупые (по мнению взрослых) вопросы и тут же хотели получить на них ответы. Но задавать вопросы очень полезно в любом возрасте. И конечно при знакомстве с физикой. Давайте попробуем может быть мне удастся вас в этом убедить. Не приходилось ли вам в детстве читать сказку 'Два жадных медвежонка'? Не знаю как вам, но мне больше всего запомнилась сама книжка, причем незабываемое впечатление произвели красочные иллюстрации с исчезающей на глазах головкой сыра в ярко-красном 'мундире' и ужасно 'дырявой' внутри. Дырки были абсолютно круглые и все почти одинаковые. С тех пор прошло много времени, и лишь недавно я понял, что за устройство дырок в сыре отвечает один из фундаментальных законов природы закон Паскаля. Не забыли, как он звучит? 'Давление, производимое на жидкость или газ, передается без изменения в каждую точку жидкости или газа.' Как видите, главным действующим лицом здесь выступает давление. Вот и давайте прежде всего обсудим эту физическую величину. Помните, как в печальной сказке 'Серая шейка' хитрая лиса подползала к полынье, в которой плавала Серая шейка? Понимая опасность передвижения по тонкому льду, лиса распластывалась по нему как только могла.

ОЧЕМУ многие любят симпа-

Эта статья была опубликована в 'Кванте' ?1 за 1985 год.

Но сила, с которой она давит на лед, не зависит от ее положения лиса ведь не становится легче от того, что она стоит, а не лежит. Нет ли здесь противоречия? Оказывается, нет. Все дело в том, на какую площадь поверхности приходится эта сила давления. Чем больше поверхность соприкосновения лисы и льда, тем меньше сила, прогибающая лед в различных его участках, тем безопаснее по нему передвигаться. (Лиса была хитрая и знала об этом.) Точно так же и для описания многих других явлений мало знать общую силу давления силу, с которой давят друг на друга соприкасающиеся тела, а важно знать, какая сила приходится на единицу площади поверхности их соприкосновения. Но сила давления, приходящаяся на единицу площади поверхности, это и есть давление. Не припомните еще какую-нибудь историю, в которой все (с точки зрения физики) определялось бы именно давлением? Ну конечно, это сказка Андерсена 'Принцесса на горошине'. Почему горошина, попавшая в постель принцессы, могла вызвать у нее столь неприятные ощущения? Опять все дело в давлении. Очевидно, что как с горошиной, так и без нее общая сила, 'удерживающая' принцессу на кровати, остается неизменной. Но если на кровати появится выступающая часть в виде горошины, то давление в этом месте резко возрастет, что тотчас испортит настроение принцессе, и она может потерять сон. Вы не станете возражать, что вовсе не нужно быть изнеженной принцессой, чтобы обнаружить в своей постели небольшую горо-

шину? Я думаю, с этим справился бы и свинопас. А вот обнаружить горошину через толщу нескольких пуховых перин (в сказке их было двенадцать) это требует изысканной утонченности чувств. Чуть дальше мы обсудим, почему пуховая перина, положенная поверх горошины, способна все запутать (а может быть, и нет, если, конечно, принцесса настоящая). Итак, давление это величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно к поверхности, к площади этой поверхности. Но в законе Паскаля неявно присутствует вроде бы еще одно давление внутри жидкости или газа. Получается так, что жидкость внутри как-то 'узнает' о том, что извне на нее что-то давит. То есть действующее на внешнюю поверхность жидкости давление передается самой жидкостью от точки к точке, причем одинаково во всех направлениях. И это является неотъемлемым свойством именно жидкости. Так она 'устроена'. Разберемся в этом поподробнее. Нам понадобится мягкая пружина. Например, такая, как в пневматическом пистолете. Если ее положить на стол, то расстояние между соседними витками будет одним и тем же по всей длине пружины. А вот если ту же пружину поставить вертикально, то под действием силы тяжести витки начнут 'падать' вниз, приближаясь друг к другу. В конце концов в разных сечениях пружина будет сжата по-разному чем ниже витки, тем меньше будет расстояние между ними. В чем здесь дело? В результате взаимных перемещений витков в пру-