Доводилось ли вам внимательно наблюдать за струей воды, вытекающей из крана? Откройте кран, чтобы вода текла широкой струей, а затем чуть подкрутите его в обратном направлении. Обратите внимание на то, что струя воды у крана шире, чем у слива. Задумывались ли вы, почему так происходит? Вода практически несжимаема, поэтому такой же ее объем, который вытекает из крана за секунду, должен поступать за секунду и в слив. При падении вода ускоряет движение под действием силы земного притяжения, так что нижняя часть потока имеет более высокую скорость, чем верхняя. Чтобы количество воды в обеих точках было одинаковым, нижняя часть струи должна быть значительно тоньше верхней, иначе в слив будет попадать больше воды, чем покинуло кран. В науке это явление называется уравнением непрерывности. Оно означает, что количество воды, протекающее в данной точке за какой-то отрезок времени, всегда постоянно.

Исходя из этого же принципа, если газ или жидкость начинают течь по более узкому руслу, их скорость должна возрасти. Если вы осторожно надавливаете на рукоятку шприца, жидкость красивым фонтаном вырывается из его тонкой иглы. Если вы приладите к шприцу шланг с водой, то можете получить постоянную и дальнобойную струю жидкости. Так работают моющие машины (для подачи воды под давлением в них используются электрические или бензиновые двигатели). Шприцы и моющие машины не создают воду из воздуха: на входе толстого конца шланга ее поступает столько же, сколько на выходе из тонкого конца. Это также объясняет, почему ветер дует быстрее в обрамленных деревьями аллеях и на улицах с высокими домами. Они работают как шприцы, и ветер набирает скорость по мере того, как движется по узким проходам между деревьями и зданиями.

Иногда, на свою беду, архитекторы забывают об опасности этих явлений. Вихревые потоки не только быстро вращаются вокруг домов. Скоростной ветер может даже сбивать пешеходов с ног.

Уравнение непрерывности помогает нам понять буквальный смысл старой пословицы «стоячая вода всегда глубока». Когда быстрая и сравнительно мелкая река вливается в новое глубокое русло, скорость ее течения замедляется. Если представить себе, что русло реки углубляется вдвое, а ширина остается той же, скорость ее течения замедляется вдвое. Если бы она текла с прежней скоростью, став вдвое глубже, то вода возникала бы из воздуха.

Как и всё, что мы с вами до сих пор рассматривали, движущиеся жидкости, например воздух и вода, подчиняются всеобщему закону Вселенной – закону сохранения энергии. Более быстро движущиеся жидкости имеют большую кинетическую энергию. Но энергия не возникает из ничего. И если жидкость неожиданно начинает двигаться быстрее, увеличивая кинетическую энергию, она теряет другой вид энергии. И это происходит в связи с уменьшением давления. В физике это называется эффектом Вентури, и он помогает нам объяснить различные явления с жидкостями, которые вы, возможно, наблюдали, не понимая их природу. Например, если вы поднимаетесь вверх по каналу на одной барже, а рядом с вами плывет другая с такой же скоростью, два таких судна часто сталкиваются. Это происходит из-за того, что течение воды между ними ускоряется, а давление в нем падает, толкая баржи друг к другу.

А есть еще такое явление, как храп. Когда во сне воздух поступает в вашу глотку (верхнюю часть горла), то он ускоряется, и давление воздушного потока падает. Это заставляет глотку ненадолго смыкаться, а затем вновь открываться, что сопровождается неприятным звуком – храпом. Почему же храпят не все? Словенский отоларинголог Игорь Фаждига попытался найти ответ на этот вопрос, обследовав 40 пациентов, которые храпели во сне громко, умеренно или совсем не храпели. Он обнаружил: когда храпящие люди вдыхают воздух во сне, их глотка сужается больше, чем у тех, кто не храпит. Чем больше сужается и вибрирует глотка, тем громче храп.