За фрагментами, посвященными гидростатике и гидродинамике, трактующими о законе сообщающихся сосудов (201–202), вплотную подходящими к закону Паскаля (203–205) и пытающимися установить закон скорости течения воды (205–206), помещено описание двух способов перемещения тяжестей (207–208), в своей первичной и простой практичности являющихся контрастной параллелью к сложным теоретическим размышлениям о перемещении тел и служащих своеобразной концовкой для всего раздела механики.
201 T. A.VIII, 58.
Столб воды, который непрерывно поднимается под действием другого движущегося столба, будет более тонким по сравнению с тем, который его движет, настолько же, насколько является он более длинным. Умножь опускающуюся воду на высоту и умножь на высоту, на которую хочешь ее поднять, и это будет предельное и максимальное количество, которое нагнетет насос. И столько же раз, сколько падение воды содержится в ширине подъема, во столько же раз будет она тоньше, нежели та, которая движется вверх.
Умножь на высоту — явная описка вместо «раздели». В последней фразе мы сохранили ее несколько неопределенный и терминологически расплывчатый характер. Более точно ее можно было бы сформулировать так: «Высота падения воды относится к диаметру поднимающегося столба, как диаметр опускающегося столба к высоте подъема», т. е.
или
перемещения столбов обратно пропорциональны их диаметрам.
202 Е. 74 v.
Коромысло aeg заключается в двух трубках, соединенных под углом в нижних своих концах, и вода, которая в них содержится, сообщается и имеет с одной стороны некоторое количество масла, а с другой — просто вода. Я говорю, что поверхности этой воды в той и другой трубке не будут находиться в положении равенства и поверхность масла не будет находиться в положении равенства с поверхностью воды в противоположной трубке. Доказывается это тем, что масло менее тяжело, чем вода, и потому держится на воде; и его тяжесть, соединенная в одной и той же трубке с тяжестью лежащей под ним воды, делается равной весу воды, находящейся в противоположной трубке, сообщающейся с первой. Но так как сказано, что масло менее тяжело, чем вода, то, если оно должно равняться по весу недостающей под ним воде, необходимо, чтобы было его больше, чем этой недостающей воды; и оно, следовательно, займет в этой трубке больше места, чем то, которое занимал бы такой же вес воды; и поэтому поверхность масла выше в своей трубке, нежели поверхность воды в трубке противоположной; и поверхность воды, расположенная под маслом, ниже поверхности противостоящей воды.
Вошло в Т. А. VIII, 78. По известному закону сообщающихся сосудов
высоты различных жидкостей обратно пропорциональны весу единицы их объема (или плотности).
В положении равенства — nel sito della equalitá — в одной горизонтальной плоскости.
203 С. А. 206 r. а.
Если противовес будет толщины, равной толщине насоса, на который давит, то часть его, действующая и производящая давление на воду, поднимающуюся в противолежащей трубке, будет такова, какова толщина пустого пространства названной трубки.
Противовес — см. след. примечание. В этом и след. отрывке совершенно четко сформулирован уже закон Паскаля. По Дюэму, Бенедетти (Diversarum speculationum mathematicarum et physicarum liber. Турин, 1585) воспользовался манускриптами Леонардо. Книгу Бенедетти читал Мерсенн, и через Мерсенна эти мысли дошли до Паскаля.
204 С. А. 206 r. a.
Но если такой противовес будет в десять раз шире, чем насос, на который давит, то вода, поднимаемая им, поднимется в десять раз выше, чем поверхность воды этого противовеса.
Этот отрывок вошел в Т. А. VIII, 83. Под противовесом (contrapeso) Леонардо понимает груз, давящий на поршень насоса (bottino). Обычно он мыслится им в виде столба воды того же диаметра, что насос.
205 Т. А. VIII, 41.
В реке одинаковой глубины будет в менее широком месте настолько более быстрое течение, чем в более широком, насколько бóльшая ширина превосходит меньшую. Положение это ясно доказывается путем рассуждения, подкрепляемого опытом. В самом деле, когда по каналу шириною в милю пройдет миля воды, то там, где река будет иметь ширину в пять миль, каждая из квадратных миль дает одну пятую свою часть на покрытие недостатка в воде; и там, где река будет иметь ширину в три мили, каждая из этих квадратных миль дает третью свою часть на покрытие недостатка воды в узком месте; но тогда не могло бы быть истинным положение, гласящее, что река пропускает при любой своей ширине в равное время равное количество воды, вне зависимости от ширины реки. Следовательно, река равномерно глубокая будет иметь тем большее течение. n — канал шириною в милю, fgh — в три кв. мили, и abcde — в 5 кв. миль. Пример: пусть будет место, имеющее три различные ширины, содержащиеся одна в другой, причем первая, наименьшая, содержится во второй — 4 раза, а вторая в третьей — 2 раза; я говорю, что люди, которые наполняют телами своими названные участки, образующие одну непрерывную улицу, что когда люди на более широком участке делают шаг, то находящиеся на втором, более узком, делают два и находящиеся на третьем, самом узком, в то же самое время делают пять шагов. Указанное соотношение найдешь ты при всех движениях, происходящих в местах различной ширины.
Посмотри на изображенный насос: когда поршень его, выталкивающий воду, продвигается на дюйм, первая вода, которая появляется наружу, выбрызгивается на два локтя. И так, если возможно поднять сосуд емкостью в 10 бочек на высоту 10 миль, ты найдешь, продолжая общий подъем, что первое вино, которое выйдет из сосуда наружу, пройдет десять миль, в то время как поверхность вина понизится на два локтя. То же самое ты найдешь в движении колес с их шестернями; потому что если ось колеса будет той же толщины, что и шестерня (rocchetta), то при вращении этого колеса движение шестерни и окружности колеса будет во столько раз быстрее движения его оси, сколько раз окружность шестерни содержится в окружности колеса.
Начиная с «примера» имеется и в А. 57 v. Формула гидродинамики гласит:
т. е. средние скорости в различных сечениях обратно пропорциональны их площадям.
При глубине постоянной имеем
где l и l1 — ширина реки. В этом отрывке («Посмотри на изображенный насос» и т. д.), как указывает Дюэм, в зародыше заключается основной закон гидростатики, сформулированный Паскалем.
C шестернями... — Зубчатые передачи интересовали уже древних («Механика» Аристотеля, Герон, Папп).
206 А. 57 v.
Всякое движение воды при одинаковой ширине и поверхности будет настолько более сильным в одном месте, нежели в другом, насколько вода эта менее глубока в первом, чем во втором.
Для этого положения доказательство ясное; в самом деле, хотя река имеет неизменную ширину и поверхность и не имеет постоянной глубины, по указанным ранее основаниям необходимо, чтобы течение этой реки также было неодинаково. Течение это будет таково: предположим, чертеж изображает реку; я утверждаю, что в mn река будет обладать во столько раз бóльшим движением по сравнению с аb, сколько раз mn содержится в аb; оно содержится в нем четыре раза, — течение будет, следовательно, в четыре раза бóльшим в mn, чем в аb, в три раза бóльшим, чем в cd, и вдвое бóльшим, чем в еf.
207 F. 46 v.
Извлечь дерево из воды легко и быстро.
Kh пусть будет данное дерево, b — место прикрепления веревки, которая захватывает дерево bn и возвращается в руки человека — bc. То же делают на противоположном конце дерева, и в то же время пусть будет сделан рычаг fg, который подхватывает дерево посредине; одновременно тянут се и опускается f, и так дерево такое поднимается на берег ml, ворочаемое рычагом fg.
208 F. 49 v.
Погрузить большой груз на корабль без воротов, рычагов, веревок и какой-либо силы.
Чтобы погрузить любой самый большой груз из одного куска на способную выдержать его барку, необходимо притащить этот груз к морскому берегу, повернув длиной к морю, поперек берега; затем пусть сделан будет проходящий под этим грузом канал и уходящий за него на полдлины той барки, которая должна этот груз перевезти. Сходно и ширина канала должна быть сделана по ширине барки, которую надобно наполнить водою и подвести под этот груз, и по удалении воды судно поднимется на такую высоту, что само собой поднимет названный груз с земли; и засим сможешь ты его выволочь с кладью в море и привезти в назначенное место.
Применение аналогичного способа погрузки описано уже у Плиния (Н. N. XXXVI, 14), рассказывающего о перевозке обелиска по проекту архитектора Сатира в царствование Птолемея Филадельфа в Александрии (IV в. до нашей эры).