Опустим на поверхность воды, налитой в миску, кусочек пробки, прикрепив предварительно к ней сверху огарок свечи. Накроем пробку со свечкой пустым стаканом и вдавим так, чтобы края его немного опустились в воду.
Это неточно, когда мы говорим, что стакан был пустым. Точнее, нужно было бы сказать: стакан наполнен воздухом. Мы наблюдаем, что вода почти не проникает внутрь стакана. Это происходит потому, что он наполнен воздухом.
Каждое тело занимает определенный объем. Это само собой разумеется. Воздух тоже является одним из таких тел, которое требует для себя определенного пространства. В этом легко убедиться, если вливать воду в бутылку через воронку. Только нужно заботиться о том, чтобы содержащийся в бутылке воздух свободно выходил из нее наружу по мере наполнения бутылки водой. В противном случае вода не сможет заполнить бутылку. И, наоборот, квас не может вылиться из бочки, если в ней сделано только одно отверстие и наружный воздух не может заполнить то место, которое освобождается от выливающегося кваса.
Наш опыт со стаканом показал одновременно и модель водолазного колокола, который применялся раньше на подводных работах.
Если мы внимательно присмотримся, то убедимся, что вода все-таки немного проникла в стакан. Это произошло потому, что вода давит на содержащийся в стакане воздух и несколько его сжимает.
Чтобы погрузить стакан в воду, нам нужно применить какое-то усилие. Стакан с наполняющим его воздухом обладает определенной подъемной силой. Это происходит потому, что вытесненная стаканом масса воды весит больше, чем наполненный воздухом стакан, поэтому действующая снизу выталкивающая сила оказывается больше, чем тянущий вниз вес.
Для того чтобы преодолеть эту подъемную силу, вокруг водолазного колокола монтируется тяжелая железная конструкция. Тогда вес всего сооружения оказывается больше, чем подъемная сила колокола, и он опускается на дно на большой цепи.
