Тепер ви, можливо, думаєте, що збагнули, як деякі літаки можуть літати догори дриґом. Проте чи розумієте ви, що коли літак перевертається на 180 градусів, то і сила Бернуллі, і піднімальна сила протидії буде спрямована вниз? Пригадайте: під час польоту в нормальному положенні піднімальна сила спрямована вгору, тому що крила спрямовані вгору, але після перевертання на 180 градусів вони будуть нахилені вниз.
Повторіть ще раз експеримент із висунутою з вікна машини рукою. Коли ваші пальці вказують угору, ви відчуваєте силу, спрямовану вгору. Тепер нахиліть долоню: ви відчуєте, як руку тягне вниз.
Як тоді літаки можуть літати догори шасі? Піднімальна сила повинна якимось чином виникати зі спрямованої вгору сили протидії повітря, адже інших варіантів тут немає. Це можливо, якщо пілот (під час польоту в перевернутому положенні) так піднімає передню частину літака, щоб крила знову опинилися під кутом, спрямованим угору. Це складний маневр, який до снаги тільки дуже досвідченим пілотам. Крім того, покладатися лише на піднімальну силу протидії досить небезпечно, тому що вона за своєю природою не дуже стабільна. Ви можете відчути цю нестабільність під час експерименту з рукою, висунутою з вікна автівки. Вашу руку трохи бовтає. По суті, це й пояснює, чому більшість авіакатастроф стаються під час зльоту чи посадки — бо силу протидії складно контролювати. А під час зльоту й посадки її частка в піднімальній силі більша, ніж під час польоту на нормальній висоті. Саме тому, коли сідає великий авіалайнер, ви інколи відчуваєте, як його хитає.
Лимонадний злодій
Таємниці тиску, мабуть, і далі нас спантеличуватимуть. Наприклад, повернімося до фізики пиття крізь соломинку. Ось вам остання загадка — чудова головоломка.
Якось удома на вихідних я подумав: «Цікаво, яка найбільша довжина соломинки, крізь яку можна пити сік?». Ми всі бачили довжелезні і вигадливо закручені соломинки, які так обожнюють діти.
Як ми переконалися раніше, втягуючи повітря, ми можемо змістити сік не більше ніж на метр — і то лише на кілька секунд — отже, я не зможу пити сік із соломинки, вищої за метр. Тому я вирішив відрізати від тонкої пластикової трубки метровий шматок і перевірити, що із цього вийде. Жодних проблем: я спокійнісінько міг пити сік. Тоді я відрізав триметровий шматок трубки, поставив на підлогу відро з водою, а сам заліз на кухонний стілець, і знову напився з такої відстані. Дивовижно! І я подумав: якби я, перебуваючи на другому поверсі свого будинку, побачив, як хтось сидить унизу, скажімо на терасі, з великою склянкою соку, келихом вина чи ще чогось такого, приміром з гігантським бокалом журавлинного соку з горілкою. Чи зміг би я викрасти в нього цей напій, висмоктавши його згори через довжезну соломинку? Я вирішив з’ясувати це, що стало одним з моїх найулюбленіших демонстраційних дослідів, з якого студенти і досі дивуються.
Я дістаю довгий шматок прозорої пластикової трубки, змотаної в кільце, і прошу когось, хто сидить у передніх рядах, допомогти мені. На підлозі на видноті стоїть велика лабораторна склянка із журавлинним соком — ніякої горілки. Я беру моток трубки й починаю підніматися високою драбиною: майже на 5 метрів.
«Що ж, от моя соломинка», — кажу я, кидаючи студентці один кінець трубки. Вона притримує його у склянці, і я відчуваю, що студенти в очікуванні дива. Вони і досі не вірять, що я заліз так високо. Пам’ятаєте: раніше мені вдалося змістити сік у трубці лише на метр. А тепер я піднявся приблизно на 5 метрів. На що я взагалі розраховую?
Я починаю тягнути, трохи покректуючи, і сік у трубці поволі повзе вгору: перший метр, другий, третій. Потім рівень злегка опускається, але згодом сік знову починає дуже повільно рухатися вгору аж до мого рота. Я голосно кажу: «М-м-м-м-м», і аудиторія вибухає оплесками. Що сталося? Як мені вдалося втягнути сік на таку висоту?
Якщо відверто, я трохи зшахраював. Байдуже, адже в цій грі немає правил. Щоразу, коли я вже не міг набрати більше повітря, то затуляв язиком кінець трубки. Інакше кажучи, я герметизував її, і, як ми бачили раніше, сік залишався всередині. Тоді я видихав і починав тягти знову, повторюючи цей сценарій багато разів. Мій рот перетворювався в щось на зразок всисного насоса, а язик — запірного клапана.
Щоб сік піднявся на ці 5 метрів, мені потрібно зменшити тиск повітря у трубці до приблизно піватмосфери. До речі, якщо вам цікаво, я би міг також скористатися цим трюком у досліді з манометром, і тоді я змістив би значно вищий стовп журавлинного соку. Але чи зміг би я тоді плавати із трубкою ще глибше від поверхні озера чи моря?