Физика для чайников. Весомая газета

Из опытов Якова Перельмана:

«Тонкую узкую дощечку длиною в руку или старую, ненужную чертежную линейку положите на стол так, чтобы половина ее свободно выступала за край. Стоит подуть на этот выступающий конец – и линейка падает. Показав вашим гостям, как легко линейку опрокинуть, предложите им сделать это ударом кулака по выступающему концу, если остальная часть линейки прикрыта листом газетной бумаги. Много ли весу в газете? Между тем окажется, что ее присутствие совершенно меняет дело: самый сильный удар не сможет опрокинуть линейки, словно она прибита к столу гвоздями. Нужно только позаботиться о том, чтобы газета была распластана аккуратно, прилегала к столу и самый лист был достаточно велик.
   Чем же объяснить такое действие газеты? Почему она становится настолько весомой, что скорее можно сломать линейку, чем ее приподнять?
   Загадка объясняется тем, что здесь приходится преодолевать не только вес самой газеты, но главным образом – вес опирающегося на нее столба воздуха. При стремительном ударе прикрытый конец линейки поднимается так быстро, что успевает увлечь за собой только непосредственно прилегающие части газетного листа, края же его по-прежнему лежат на столе и мешают наружному воздуху заполнять образовавшуюся пустоту. При таких условиях давление воздуха на газету сверху не уравновешивается давлением его снизу, приходится поднимать газету вместе с давящим на нее воздухом, – а это не под силу самому сильному человеку. Воздух давит с силою 16 фунтов на каждый квадратный дюйм поверхности [5] , и сколько квадратных дюймов газетной бумаги приподнимается при быстром ударе, столько раз по 16 фунтов приходится преодолеть. Не удивительно, что линейка гнется, ломается, – а газета остается на месте.
   Для успеха опыта необходимы, повторяем, два условия: чтобы газета была аккуратно разложена на столе и чтобы удар был очень быстр.»


Уважаемый читатель!
Я много раз проделывал опыт с весомой газетой и должен заметить, что именно резкий удар по торчащему концу линейки и большая поверхностная площадь газеты приводит к ожидаемому эффекту, описанному в опыте Перельмана. Однако, объяснение дано не слишком убедительное, потому что достаточно слегка мизинцем (не резко) надавить на тот же кончик линейки и газета легко подымется, не испытывая никакого особого сопротивления.
Но почему же так происходит? Сравнивать тут нужно не разницу в давлении атмосферы над газетой и противодавления под ней, а, во-первых, большую парусность развёрнутого газетного листа, которая зависит от площади поверхности. Чем больше площадь, тем выше парусность. И потом, резкий удар отличается от плавного нажатия в точности, как свободно падающий камень с высоты удерживается резко раскрытым парашютом: он медленно падает или при ветренной погоде парит в воздухе, а при порывах ветра даже может улететь куда-то далеко. Сопротивляемость атмосферы можно сравнивать и с вхождением в воду, поскольку воздух содержит много влаги. Когда мы входим в воду плавно, то почти не испытываем сопротивления, но стоит прыгнуть в ту же воду с небольшой высоты, разница сразу почувствуется. Таким образом, как ни странно, мы имеем дело не столько с весомостью столба атмосферного воздуха, давящего на поверхность газеты, сколько отличие резкого удара от мягкого нажатия на выступающий кончик линейки или испытываем данным опытом сопротивляемость различных материалов и окружающей атмосферы резкому на них воздействию.