Звук образуется вибрациями, которые создает множество упругих волн. Люди способны слышать эти волны, только когда они происходят определенное количество раз за секунду (частота), а именно: от 20 раз в секунду для очень низких басовых звуков (20 Гц) до 20 000 раз в секунду для очень высоких звуков (20 кГц). Таким образом, чтобы пук можно было услышать, он должен создаваться чем-то, вибрирующим в этих пределах. Этим чем-то является анус – внешнее отверстие прямой кишки, контролируемое двумя наборами кольцевых мышц, известных как внутренний и внешний сфинктеры.
По мере накопления кишечных газов в прямой кишке – приемной камере для газов и какашек – в ней нарастает давление, которое вы ощущаете, когда у вас возникает желание пукнуть или покакать, потому что набор крошечных механорецепторов посылает вашему мозгу сигналы предупреждения: «Осторожнее там сзади, большая партия на подходе». Эти ощущения создаются хитрым образом, и вы обычно можете понять разницу между пуком и калом. Когда вы решаете расслабить свой сфинктер (вы никак не контролируете внутренний сфинктер, однако внешний полностью в вашей власти), газ под давлением незначительно приоткрывает ваш анус.
Но почему же ваш анус вибрирует, когда вы пукаете, создавая этот важнейший неприличный звук? Что ж, все дело в давлении и трении. Сначала сфинктер открывается совсем немного, чтобы выпустить газ, однако, как только газ приходит в движение, анальный сфинктер снова сжимается, поскольку быстрое движение газа создает пониженное давление, а газ, проходя через сфинктер, огибает его по краю, и давление в прямой кишке немного падает из-за открытого отверстия. Таким образом, после того как отверстие закрывается, давление немного нарастает, заставляя отверстие снова открыться, после чего давление опять падает, и сфинктер закрывается. Сфинктер продолжает быстро открываться-закрываться, пока через него не выйдет весь газ. Если это происходит с частотой не менее 20 раз в секунду, то создаются те самые упругие волны в пределах нашего диапазона слышимости, и вы получаете пук! Тут-то в дело и вступает гидродинамика
[10]. Странно, не так ли?
Таким образом, пук – это битва между высоким давлением внутри прямой кишки и низким давлением, создаваемым при выходе пука через анус.
Вы также можете изменить звук своего пука, сжимая или расслабляя свой сфинктер в процессе выпускания газов. Чем сильнее вы его сожмете, тем выше будет нота, так как вы увеличите давление газа в своей прямой кишке, и тем быстрее он будет вибрировать, так как отверстие в сжатом сфинктере станет меньше.
Разумеется, вы рискуете либо выпустить наружу немного какашек, если расслабите свой сфинктер слишком сильно (так называемый пук с подливочкой), либо, что хуже, и вовсе остановить свой пук. Ох уж этот капризный сфинктер.
Вы можете использовать подобный контроль своего сфинктера в развлекательных целях (см. тут) или с целью сохранить хорошие отношения с близкими. Если, например, вы проснетесь, ощутив рождающийся предрассветный пук, однако решите не будить свою вторую половинку, просто подготовьтесь выпустить скопившийся газ, а затем, когда он начнет выходить, раздвиньте свои ягодицы пошире руками, чтобы сфинктер был максимально открыт. Сфинктер не сможет вибрировать, создавая всем хорошо знакомый неприличный звук, и газы выйдут неслышным дуновением, оставив вашего партнера в блаженном неведении (в зависимости, разумеется, от токсичности испущенного аромата). Несомненно, нужно довести дело до конца, чтобы не допустить неконтролируемого второго залпа, однако большинство стоящих пердунов должны с этим справиться. Если же на часах семь утра и вашей второй половинке пора вытаскивать свою жалкую задницу из кровати, то сожмите свои ягодицы и сфинктер как можно плотнее, чтобы протрубить во всю мощь. Доброе утро!
Закон Бернулли или эффект Коанда
Даниил Бернулли (1700–1782) – швейцарский физик и математик, выходец из семьи озлобленных, завистливых и коварных ученых. Главная его идея заключалась в применении математики в механике, и его имя навсегда вошло в историю физики вместе с законом Бернулли, описывающим сохранение энергии в гидродинамике. Звучит не особо впечатляюще, однако этот закон находит удивительные практические применения и лежит в основе работы карбюратора, а также, возможно, описывает движение кишечных газов при различных давлениях и скоростях в разных ситуациях.
Закон заключается в следующем: в потоке жидкости в точках с более высокой скоростью давление будет меньше, чем в точках с меньшей скоростью.
Классический пример, призванный продемонстрировать данный закон в действии, заключается в парении мячика для настольного тенниса в потоке воздуха от фена, хотя мне больше по душе вариант с надувным пляжным мячом и садовой воздуходувкой. Среди физиков ведутся споры по поводу того, связан ли наблюдаемый эффект с законом Бернулли или с эффектом Коанда. Однако анализ потоков воздуха вокруг мячика с использованием прекрасной методики визуализации под названием Шлирен-метод ясно дает понять, что при смещении мячика с центрального воздушного потока в сторону поток воздуха с внешней стороны струи замедляется, а в центре остается быстрым, и мячик тянет обратно. Закон Бернулли применим для замкнутых систем, однако считается, что он выполняется и в данном эксперименте. Точно так же ваши кишечные газы, устремляясь наружу через сфинктер, создают пониженное давление, которое сжимает сфинктер обратно.
Румынский инженер Генри Коанда (1885–1972) был паршивым солдатом, но при этом – великолепным инженером, который, по его собственному признанию, создал первый в мире реактивный самолет Coandă-1910 (хотя его коллеги и современники сомневались, что он был первым). В ходе своей исследовательской работы в области аэродинамики Коанда обнаружил, что струя газа имеет склонность прижиматься к изогнутой поверхности, создавая область низкого давления. Это явление получило название «эффект Коанда» и представляет собой иное, возможно, более уместное, объяснение, почему парящий мячик остается в центре воздушного потока. Когда мячик отклоняется от основной воздушной струи, то воздух на изогнутой поверхности в центре струи течет быстрее (создавая пониженное давление), чем в менее быстрой, более турбулентной (и с большим давлением) внешней части струи, за счет чего мячик выталкивается обратно в центр. Это довольно сложная штука, однако подобные изменения давления, скорее всего, происходят и по краям вашего сфинктера.
