Почему в море держаться на воде легче, чем в бассейне: считаем граммы

Литр воды, в которую вы прыгаете с кормовой платформы где-нибудь напротив Имеретинки, тяжелее литра пресной примерно на 10–14 граммов. Кажется, ерунда — столовая ложка соли. Но именно эти граммы отвечают за знакомое ощущение: в бассейне отеля приходится подгребать, чтобы держать подбородок над водой, а в море ловишь себя на том, что лежишь на спине и почти ничего не делаешь.

Цифры такие: плотность пресной воды — 1000 граммов на литр, черноморской у поверхности — порядка 1010–1014 в зависимости от сезона и температуры. Разница — около одного процента. Ниже — почему этого процента хватает.

Архимед, если пересказать его с палубы

Закон, который все учили в школе, на воде звучит проще, чем в учебнике: вода выталкивает тело с силой, равной весу вытесненной им воды. Объём вы вытесняете один и тот же — какой пловец, такой и объём. А вот вес этого объёма зависит от того, какая вода вокруг. Каждый литр черноморской тяжелее пресного — значит, и выталкивает она сильнее. Ровно на тот самый процент.

Процент был бы незаметен, будь тело человека сильно легче воды, как дерево, или сильно тяжелее, как камень. Но мы — пограничный случай: средняя плотность тела почти совпадает с плотностью воды. Человек балансирует на самой грани между «плавает» и «тонет», и на этой грани один процент — огромная величина.

Шкала из четырёх вод

Удобно выстроить всё в один ряд.

Бассейн — 1000 граммов на литр, точка отсчёта. Чёрное море — порядка 1010–1014: солёность у поверхности 17–18 промилле, вдвое ниже океанской. Океан — около 1025 при своих 35 промилле: там у лежащего человека над водой оказывается заметно бóльшая часть тела, чем у нас. И, наконец, Мёртвое море — около 1240 граммов на литр. Там вода держит так, что человек лежит на ней, как на матрасе, а вот плыть в обычном смысле почти не выходит: ноги выталкивает к поверхности, и гребок не складывается.

Есть и мелкая сезонная поправка: холодная вода плотнее тёплой. Поэтому после апвеллинга, когда к сочинскому берегу поднимается вода около 12 градусов, держит она даже чуть лучше прогретой августовской. Утешение, честно говоря, слабое — но физически безупречное.

Чёрное море на этой шкале скромно стоит в первой трети — «полусолёное». Откуда взялась эта половинная солёность, отдельная история про реки и Босфор; здесь важен итог: наше море держит ощутимо лучше пресной воды, хотя до океана не дотягивает.

Вдох работает как жилет

Самое интересное в этой физике — само тело.

Плотность человека не постоянна, она меняется с каждым вдохом. На полном выдохе тело плотнее воды — порядка 1020 граммов на литр и выше — и тонет даже в океане. На полном вдохе у большинства людей плотность опускается ниже 1000, и тело всплывает даже в пресной воде. Четыре-шесть литров воздуха в лёгких — встроенный поплавок, который вы надуваете и сдуваете сами.

Отсюда школьное упражнение «поплавок»: полный вдох, лечь на воду, замереть. В бассейне оно у многих получается со скрипом — тело висит у самой поверхности, макушка едва торчит. В море то же самое выходит увереннее, и это без всякого самовнушения: работают те самые граммы. Проверено многократно: человек, который «не умеет лежать на воде», в море вдруг умеет.

Второй фактор — состав тела. Жировая ткань легче воды, мышечная и костная тяжелее, поэтому сухому жилистому спортсмену честно лежать на спине труднее, чем человеку помягче. Справедливость тут своеобразная, но какая есть.

Спасательный жилет, кстати, делает то же, что вдох, только не выключается: добавляет телу объём почти без веса. Как жилеты устроены на прогулках — разбирали отдельно.

Что это меняет при купании с борта

Купание в открытом море психологически не похоже на пляжное: под ногами не полтора метра, а десятки. Физике это безразлично: выталкивающей силе всё равно, сколько воды под вами, ей важна только плотность. У борта вода держит ровно так же, как на мелководье. Понимание простое, но, по-моему, оно снимает половину страха перед первым прыжком с платформы.

Практических следствий два. Первое: если после отельного бассейна кажется, что вы «разучились плавать», — не спешите с выводами, в море тело поведёт себя лучше. Второе, обратное: если весь отпуск вы плавали в море и в последний день пошли в бассейн — будьте готовы, что вода станет держать хуже. Тот же процент, только теперь против вас.

Как устроено само купание — платформа, трап, порядок на борту — разобрано в отдельной статье. Отсюда добавлю одно: лучшую проверку всей этой физики можно устроить за минуту. Отплыв на пару метров от трапа, наберите полный вдох, лягте на спину и замрите. Море сделает остальное — на один процент, но целиком за вас.