Квант
Квант для младших школьников

Оригинальное доказательство закона Архимеда

Пёрышкин А. В.

47

А. Перышкин

Оригинальное доказательство закона Архимеда
(Из истории физики)

Вопросами гидроскатики, основы которого были заложены Архимедом, занимались многое учены. Средних — голландский ученый Симон Стевин (1548—1620). В своей книге «Начала гидроскатики» Стевин дал простое, но очень оригинальное доказательство закона Архимеда. Изложению этого доказательства представляют семь постулатов — утверждений, не требующих доказательств. Вот один из этих постулатов:

«Собственным весом тела является вес его в воздухе; в воде вес тела является иным» *).

Далее Стевин доказывает такое «Предложение»: «Вода удерживает в воде любое положение».

Дана невесомая форма A, содержащая воду и помещенная в воду BC (рис. 1). Требуется доказать, что вода A не будет перемешаться.

Доказательство. Если бы было иначе и вода A не осталась бы на месте, а опустилась в D, то вода, которая заняла бы ее место, также опустилась бы по той же причине; таким образом, вследствие перемешения A вода пришла бы в вечное движение, что является абсурдом.

Подобным же образом доказывает

*) Долгое время «все» рассматривается как некая характеристика тела. В этом смысле «собственный вес» следует понимать как «чистую» характеристику, ничего не искаженную. Следовало бы говорить о собственном весе тела как о всее его в вакууме, но в то время не различили понятия «воздух» и «вакуум».

ся, что A не поднимется и не перемещится в какую-либо сторону; поэтому она будет прерывать там, где она помещена — в D, E, F, G или любом другом месте в воде BC.

Опираясь на доказанное предложение, Стевин затем доказывает следующую теорему:

Всякое мвердое тело в воде менее чем в воздухе на величины веса равного ему объема воды.

Дано твердое тело A и воды BC (рис. 2). Требуется доказать, что если A будет помещено в воду BC, то все его будет меньше чем в воздухе на величины веса воды, занимающей объем, равный объему A. Доказательство. Пусть D—невесомая форма, подобная и равная по объему тела A. Наполним ее водой и помещим в воду BC. Согласно доказанному выше «Предложению», форма D будет сохранять в воде BC любое положение. Выльем из формы D воды и помещим в нее тело A.

Рис. 1. Рис. 2.

Теперь вес содержимого формы D будет равен весу тела A, уменьшенном на вес выполной воды. Но объем выполной воды равен объему A, следовательно, вес тела A в воде меньше чем в воздухе на величины веса воды, занимающей объем, равный объему тела A.


В заключение мы рекомендуем тем, кто интересуется историей физики, прочитать книгу «Начала гидроскатики. Архимед, Стевин, Галилей, Паскаль» (Государственное техническое изд-во, Москва, 1932). В ней приведены перевыдых работ по гидроскатике Архимеда, Стевина, Галилей, Паскаль.