Nurek Kartezjusza

Co tu można zrobić
Naciśnij dźwignię i obserwuj zachowanie nurka, który częściowo wypełniony jest cieczą, a częściowo powietrzem. Zmieniaj siłę nacisku. Zwróć uwagę, jak zmienia się objętość powietrza w nurku. Postaraj się unieruchomić nurka w połowie wysokości rury.

Dlaczego tak się dzieje
Na nurka działają dwie siły: siła grawitacji skierowana w dół oraz siła wyporu skierowana w górę. Wypadkowa tych sił, czyli ich różnica, określa kierunek ruchu nurka. Jeśli średnia gęstość nurka jest mniejsza od gęstości cieczy, to przeważa siła wyporu, utrzymując nurka w górnym położeniu (prawo Archimedesa). Naciskając dźwignię, zwiększamy ciśnienie panujące w całej rurze (prawo Pascala), a to powoduje sprężenie powietrza w nurku do mniejszej objętości, oraz wlanie większej ilości cieczy do nurka, przez co staje się on cięższy. Siła grawitacji, większa od siły wyporu, kieruje teraz nurka w dół. Poprzez uniesienie dźwigni do góry otrzymujemy proces odwrotny.

Ciekawostki
Legenda głosi, że Archimedes (grecki uczony, III w. p.n.e.) odkrył nazwane jego imieniem prawo podczas kąpieli w łaźni. Zafascynowany odkryciem wybiegł na ulice Syrakuz, krzycząc „heureka” („znalazłem”).

Okręty podwodne zanurzają się i wynurzają, zmniejszając i zwiększając objętość powietrza w zbiornikach wypornościowych.