Дата: 1647-1653.
Методи: якісне і напівкількісне дослідження.
Прямота експерименту: пряме спостереження.
Штучність досліджуваних умов: природні і штучні.
Досліджувані фундаментальні принципи: основний закон гідростатики.
Французький вчений Блез Паскаль (1623-1662) прославився і в математиці, і у фізиці, і філософії - матері всіх наук. Один з найважливіших його вкладів в фізику пов'язаний з вивченням Паскаля, тобто науки про рідини (газі) в стані рівноваги (тобто спокою).
Досвід Паскаля є притчею во язицех в фізиці: напевно, кожному здасться знайомою гравюра, зображена нижче. На ній Паскаль, стоячи на балконі другого поверху свого будинку, наливає в тонку довгу трубку, вставлену в бочку з водою, пару кухлів води - і бочка тріскається, не витримуючи тиску великого стовпа рідини. Досвід наочно демонструє гідростатичний парадокс: сила тиску рідини на дно посудини виявляється набагато більшою, ніж вага цієї рідини.
Отже, за вказівкою Паскаля дубову бочку по вінця наповнили водою і герметично закрили. Після цього у верхній її кришці зробили отвір і вставили в нього тонку довгу трубку, так, щоб остання розташовувалася вертикально. Після того, як цю трубку заповнить вода, долитого Паскалем з кухля, тиск в бочці збільшиться на величину
де 
- щільність води, 
- прискорення вільного падіння, а 
- висота трубки. Якщо підставити останнє значення в формулу для тиску, то ми отримуємо 
. Такого надлишкового тиску, що діє зсередини бочки назовні, як виявляється, цілком достатньо, щоб зламати міцне дерево.
Зауважимо, по-перше, що ще б про більша сила атмосферного тиску тисне на бочку, коли остання відкрита і в неї не вставлена тонка трубка - але ця сила тисне як на зовнішню, так і на внутрішню поверхню стінок бочки. Таким чином, атмосферний тиск тільки стискає дерев'яні стінки. Якби останні були крихкими по відношенню до стиснення, то бочка не витримала б і простого атмосферного тиску. По-друге, якщо прийняти діаметр бочки 
рівним одному метру, то виходить, що на її дно тисне сила, рівна
що відповідає вазі твердого тіла з масою близько трьох тонн. Сама формула для гідростатичного тиску (див. Вище) є виразом закону Паскаля. Однак цей закон також стверджує, що тиск усередині спочиває рідини однаково в усіх напрямках. Зокрема, вода тисне на самі нижні частини бічних стінок бочки Паскаля з тією ж силою (на одиницю площі), що і на її дно. В незалежності тиску від напрямку Паскаль переконався за допомогою іншого досвіду, а саме досвіду з трубкою, названої згодом в його честь (див. Рис. Справа). 
Трубка Паскаля складається з циліндричного скляної посудини, в який вставлений поршень, і полого кулі з маленькими отворами, надягнутого на кінець судини. Якщо трубку заповнити водою (див. Праву трубку на рис.) І натиснути на поршень, то з отворів в кулі поллються водяні струмені. За потужністю цих цівок (а також їх середній довжині їх прямолінійних ділянок) можна судити про тиск, з яким вода викидається крізь даний отвір в кулі. Оскільки ці цівки мають приблизно однакові параметри, можна зробити висновок, що тиск в рідині передається рівномірно в усіх напрямках. Аналогічний експеримент проводився з димом (див. Ліву трубку на рис.), Що дозволило зробити висновок, що закон Паскаля справедливий і для газів. Природно, форму цівок спотворює гравітаційне поле Землі - але повернувши трубку догори ногами, ми побачимо, що, незважаючи на те, що тепер поршень знаходиться знизу від кулі, спостерігається все та ж картина: цівки, що б'ють вгору, «закругляются» трохи швидше цівок, б'ють вниз. Це говорить про те, що відмінність в їх довжині викликано, в основному, тяжінням Землі.
Нарешті, формула для гідростатичного тиску, наведена на початку даної статті, змушує зробити припущення, що атмосферний тиск зменшується з висотою, причому приблизно лінійно. У цьому Паскаль також переконався з використанням ртутного барометра Торрічеллі, провівши досліди в Парижі на вежі Сен-Жак, а також звіривши їх результати з результатами дослідів, проведених по зятем Флорені Пер'є у гори Пюї-де-Дом. На честь цих експериментів на вежі Сен-Жак згодом було встановлено пам'ятник Паскалю.
Також нескладний досвід (див. Рис. Справа) дозволяє переконатися в тому, що тиск рідини зменшується лінійно з висотою. У циліндр, в бічних стінках якого на різній висоті пророблені маленькі отвори, наливають воду - і, так само, як і в досліді з трубкою Паскаля, спостерігають довжини цівок з цих отворів. Як неважко побачити, струмінь тим сильніше, чим нижче розташований отвір, що свідчить про підвищення гідростатичного тиску під вагою стовпа рідини.
Крім своїх теоретичних висновків, досліди Паскаля і його основний закон гідростатики привели до винаходу їм гідравлічного преса (див. Рис. Справа), який повсюдно використовується в сучасній техніці. Якщо поршні, як на малюнку, знаходяться на одній висоті, то тиск рідини під ними однаково одно 
. Поршні можна врівноважити, якщо покласти на них вантажі масами 
і 
, Відповідно, щоб сили тяжіння, що діють на ці вантажі, врівноважувалися силою тиску рідини (див. Рис.):
Цей же принцип дозволяє за допомогою малої сили 
, Яка додається до меншого поршня, створювати силу 
, що перевищує і діючу на більший, що активно і використовується в техніці. Звичайно ж, таке посилення ніяк не порушує закон збереження енергії, оскільки при переміщенні меншого стрижня на 
вниз верхній (в силу збереження об'єму рідини в пресі) зсувається вгору на меншу відстань 
, І здійснюються роботи 
і 
рівні.
Досліди Паскаля по тиску рідин і газів ще раз розвінчали висхідну до Аристотеля теорію про «острах порожнечі», якій, зокрема, пояснювали утримання стовпчика ртуті в трубці барометра Торрічеллі. Паскаль показав, що подібні явища є наслідком тиску, а не зворотної сили, сили всмоктування, що діє з боку порожнечі, а також що всі фізичні явища постають на свої місця, якщо тільки прийняти до уваги тиск навколишнього нас повітря.
Нарешті, сформульований на основі дослідів Паскаля основний закон гідростатики (закон Паскаля) має фундаментальне значення для Паскаля і висловлює собою изотропность (незалежність від напрямку) внутрішньої напруги, що виникають в рідинах і газах.
<< До попереднього експерименту | Молекулярна і статистична фізика | До наступного експерименту >>