На следующий день он явился ко двору и потребовал у царя емкость, до краев наполненную водой, а также золотой и медный слитки, которые по весу не отличались бы от венца. Гиерон предоставил Архимеду все необходимое, и тот начал свой эксперимент. Опустил в емкость серебро, затем вытащил слиток и измерил, какой объем жидкости вытек. После долил воды и повторил то же самое с золотом и венцом. Золотой слиток вытеснил гораздо меньше жидкости по сравнению с серебряным, а готовое изделие заняло промежуточную позицию. Так и стало ясно, что венец не чисто золотой, а с примесью.
Таким образом, Архимед не только открыл важный физический закон, но еще и придумал, как определить все элементы и их соотношение в составе изделия, не испортив последнее.
После этого прошло немало веков, и только в XVII в. с подачи французского физика и математика Блеза Паскаля (1623–1662) изыскания в области гидростатики, изучающей поведение жидкостей и газов в покое, продолжились. Именно Паскаль поставил знаменитый опыт, в ходе которого вода, льющаяся в бочку с большой высоты, попросту разорвала сосуд.
Как это произошло? Под собственным балконом ученый поставил деревянную бочку, налил в нее воды и плотно закрыл. Затем проделал в крышке дыру и через нее вставил в сосуд длинную, 4-метровую трубку. Потом поднялся на балкон и залил в трубку кружку воды. Как только вода достигла бочки — та разлетелась на дощечки: давление жидкости оказалось слишком мощным, и крепления не выдержали. Несмотря на то, что сама вода в кружке весила всего ничего, попав в трубку, она мгновенно в разы повысила давление на дно сосуда. Поток жидкости плотностью 1 г/см низвергся с высоты 4 м с ускорением 9,8 м/с — произведение этих трех величин и дало избыточное давление 0,4 атм. Зная данный показатель и учитывая метровый диаметр бочки, можно вычислить, что дно сосуда испытало натиск воды в 30 килоньютонов, а это эквивалентно весу слона. Конечно, воздух давит на воду в открытой бочке с большей силой, однако этот натиск уравновешивается давлением извне, потому сосуд не распадается.
Чуть позже Паскаль провел еще один эксперимент: надел на стеклянную трубку шарик с отверстиями, залил внутрь воду и, разместив полученную конструкцию широкой частью вниз, нажал на вставленный внутрь поршень. В тот же миг из отверстий брызнули струи воды, и ученый, измерив их напор и длину ровных отрезков, сделал вывод: раз жидкость льется одинаково из всех отверстий, то и давление в сосуде распределяется одинаково во все стороны. Для подтверждения Паскаль перевернул конструкцию вверх тормашками и повторил эксперимент. Результат оказался тот же, только вода, выпрыскиваясь, закруглялась резче, чем в предыдущем опыте, и ровная часть ее струек была короче (сказывалось действие земного тяготения). В завершение ученый поэкспериментировал с паром — и убедился, что газы ведут себя так же, как жидкости, а значит, правило равномерной передачи давления распространяется и на них.