Sellaista termiä on käytetty sen totuuden julistamiseen, että mikä tahansa vesipatsas, olkoon se kuinka pieni tahansa, voidaan saada nostamaan mitä tahansa painoa, olkoon se kuinka suuri tahansa, mikä on kokeellisesti osoitettu tutulla laitteella, joka tunnetaan nimellä vesipuhallin. Tämä väite on teoreettisesti oikea, vaikkakin sen soveltamiselle on käytännön rajoituksia. Miksi sitä pitäisi kuitenkin pitää paradoksaalisempana kuin vivun toimintaa, on aina ollut meille arvoitus. Teoreettisesti vipuun pätee aivan yhtä hyvin, että mikä tahansa paino, olipa se kuinka pieni tahansa, voidaan sen avulla saada nostamaan mitä tahansa painoa, olipa se kuinka suuri tahansa, kuin vesipainopalloon tai hydrostaattiseen puristimeen.Kummassakin tapauksessa ”virtuaalisten nopeuksien” periaatteen mukaan nostavan kappaleen paino kerrottuna sen liikuttamalla etäisyydellä on aina yhtä suuri kuin nostetun kappaleen paino kerrottuna sen liikuttamalla etäisyydellä, kun kitkaa ei oleteta olevan. Ja käytännöllisesti katsoen kaikissa tapauksissa painon, joka nostaa, on oltava riittävän paljon painavampi kuin tämän yhtälön mukaan, jotta se voittaa laitteen kitkan, olipa kyseessä sitten palkeet tai vipu.Jotkut kirjeenvaihtajistamme pohtivat päätään askarruttaen hydrostaattisen paineen teoriaa sovellettuna Brahman puristimeen, ja meille on tullut peräti kymmenkunta tätä aihetta koskevaa tiedustelua. Pyrimme vastaamaan näihin tiedusteluihin ehdottomasti tässä artikkelissa. Aiheesta tulee hämärä vasta, kun yritämme päästä luonnonlakien taakse selvittämään, miksi asiat ovat niin kuin ne ovat. Rajoitumme yksinkertaiseen kysymykseen siitä, 7MIKSI ne ovat. Pascal katsoi nesteiden tasapainon johtuvan edellä mainitusta virtuaalisten nopeuksien periaatteesta. Tämä periaate tai luonnonlaki on esitetty näin: ”Tasapainossa olevien voimien on oltava toisiinsa nähden yhtä suuria kuin niiden nopeudet.” Voidaan vielä lisätä, että kun jotkin kaksi voimaa ovat niin suhteessa toisiinsa, että liike, jota kumpikin pyrkii tuottamaan, on päinvastaiseen suuntaan kuin toisen voima, ja että etäisyydet, joiden kautta kumpikin liikkuisi, jos jompaakumpaa voimaa auttaisi lisävoima, olisivat kääntäen päinvastaiset kuin voimat itsessään, silloin kumpikaan ei tuota liikettä, ellei jompaakumpaa näin suhteutetuista voimista auteta lisävoimalla.Esimerkkinä kahdesta näin toisiinsa liittyvästä voimasta voidaan mainita kaksi jousta, joista toisen vahvuus on yhtä suuri kuin kahden paunan tuki ja toisen vahvuus on yhtä suuri kuin neljän paunan tuki, jotka on kiinnitetty kiinteisiin tukiin ja jotka vaikuttavat gix-jalan pituisen vivun päihin, joka lepää kahden jalan etäisyydellä toisesta päästä ja neljän jalan etäisyydellä toisesta päästä sijaitsevan vipuvarren tukipisteen varassa – kahden paunan jousi vaikuttaa pidempään varteen ja neljän paunan jousi lyhyempään varteen. Tässä tapauksessa liikettä ei tapahdu, ellei jompaakumpaa jousia avusteta lisävoimalla. Nämä kaksi voimaa olisivat tasapainossa.Kun pieni vesipatsas tukee suurempaa patsasta, niiden painot ovat kaksi voimaa, jotka ovat täsmälleen tällaisessa suhteessa toisiinsa. Kumpikaan pylväs ei voi laskeutua ilman, että toinen nousee, eli se liikkuu vastakkaiseen suuntaan, ja etäisyydet, joita pylväät kulkisivat, olisivat kääntäen verrannollisia niiden painoihin. Jotta jompikumpi voi liikkua, ainakin toiseen niistä on kohdistettava lisävoima, joka aiheuttaa liikkeen molemmissa. Mutta toiseen pylvääseen kohdistuva äärettömän pieni lisävoima riittäisi tuhoamaan tasapainon, ellei jokin vastus tai vastavoima välittömästi estäisi toisen pylvään liikettä. Lisäksi nesteiden ominaisuudet ovat sellaiset, että minkä tahansa kahden nestepylvään painot, jotka on yhdistetty pohjallaan nestemäisellä väliaineella, säilyttävät kuvaamamme suhteen, ellei jokin muu voima vaikuta jompaankumpaan tai kumpaankin pylvääseen.Tämänhetkisessä tarkoituksessamme on tarpeetonta monimutkaistaa kysymystä tarkastelemalla pylväitä, joiden halkaisija on eri osissa erilainen, sillä tässä puhutaan pylväistä, joiden halkaisija on kauttaaltaan yhtenäinen.Lisäksi, vaikka tämä virtuaalisten nopeuksien laki on ollut monien selitystoimien aiheena, emme tiedä siitä tänä päivänä sen enempää kuin emme myöskään tiedä mitään muuta kuin painovoiman luonteesta. Voimme vain tunnustaa sen olemassaolon samoin kuin painovoiman, kaikki muu lienee pelkkää hedelmätöntä spekulointia.Brahman hydrostaattinen puristus,soveltaa lisävoimaa toiseen kahdesta tasapainossa olevasta nestepylväästä, jotta tasapaino ei ainoastaan tuhoutuisi, vaan myös voitettaisiin vastakkaisen pylvään liikettä vastustava vastavoima tai vastus. Olemme sanoneet, että kahteen tällaiseen pylvääseen kohdistuvat kaksi voimaa, kun lisävoimaa ei käytetä, ovat pylväiden painot; mutta koska pylväiden painot ovat toisiinsa nähden yhtä suuria kuin niiden poikkileikkauspinta-alat, näitä pinta-aloja voidaan käyttää molempien voimien edustajina, ja on kätevämpää tarkastella niitä näin. Mutta koska nämä pinta-alat, kun ne ovat geometrisesti samankaltaisia, ovat toisiinsa nähden niiden halkaisijoiden neliöinä, voimme toimia vielä kätevämmin tekemällä niistä molempien voimien edustajia.Olkoon hydrostaattisen puristimen pieni pylväs halkaisijaltaan yksi tuuma ja suuri pylväs halkaisijaltaan kaksi tuumaa. Kun nämä pylväät ovat tasapainossa, painot ovat toisiinsa nähden yhtä suuria kuin niiden poikkipinta-alat, jotka ovat toisiinsa nähden yhtä suuria kuin niiden halkaisijoiden neliöt, tai yhtä suuria kuin yksi on neljään. Tässä yksi voima tasapainottaa neljä voimaa, yksinkertaisesti siksi, että ne liittyvät toisiinsa niin paljon, että jos jompaankumpaan pylvääseen kohdistuvan lisävoiman vaikutuksesta syntyy liikettä, toisen pylvään on liikuttava vastakkaiseen suuntaan neljä kertaa niin pitkälle kuin toisen pylvään. Tästä seuraa, että koska tämän voiman tuottaman liikkeen on siirryttävä nestemäisen väliaineen kautta, joka yhdistää kaksi pylvästä niiden alapinnoilta, ja koska tämä väliaine on se ehto, joka luo erikoisen suhteen näiden kahden voiman välille, kohdistetun voiman ja sen voittaman vastuksen välisen suhteen on oltava täsmälleen sama kuin mitä aluksi vallitsi näiden kahden pylvään välillä, joten jos pienemmän pylvään yläosassa lepäävän männän kautta kohdistetaan kuuden paunan suuruinen voima, se tasapainottaa kaksikymmentäneljä paunan suuruista painoa, joka kohdistetaan isomman pylvään yläosassa lepäävän männän kautta; ja jos suuremman pylvään yläosaan kohdistetaan männän kautta pienempi voima kuin kaksikymmentäneljä paunaa, se nostaisi yhden tuuman jokaista neljää tuumaa kohti, jonka pienempi mäntä laskeutuu.Tästä seuraa myös, että pienemmän männän alta syrjäytyvän nesteen määrä on täsmälleen sama kuin isompaan sylinteriin ruiskutettavan nesteen määrä, ja että pienen männän iskun on aina kuljettava suuremman matkan kuin isomman männän liikkeen samassa ajassa, koska etäisyydet ovat kääntäen verrannollisia voimiin. Tämän koneen toiminnan taustalla oleva periaate, nimittäin virtuaalisten nopeuksien periaate, on yhtä muuttumaton ja käsittämätön kuin aineen ja voiman olemassaolo.Meillä on tässä myös syy siihen, miksi suuri hydrostaattinen voima, jonka pieni vesipatsas synnyttää tällaisessa puristimessa, ei voi synnyttää nopeampaa liikettä kuin mitä pienen vesipatsaan liike itsessään voisi synnyttää, ja lisäksi ja viimeisenä johtopäätöksenä voidaan todeta, että mitä suurempi on mäntien halkaisijoiden välinen ero ja mitä suurempi on puristimen tästä johtuva teho, sitä hitaampi on suuremman männän liike.Kaikki nämä tosiseikat on todistettu kokeellisesti, ja olemme osoittaneet, että virtuaalisten nopeuksien laki riittää selittämään ne.
Blog