Часовник со нишало

Исто така, го гледаме во антички продавници, музеи или, стилизирано, но како без оригиналниот шарм, меѓу модерните часовници, координирани од кварцен кристал, од излозите. Дали сакате да ја дознаете приказната за часовникот со нишалото? Потопете се во читање со читање на овој напис.

Иако во 21 век уметноста за внатрешно уредување повеќе не му придава значење на нишалото, кој поедноставен начин е да се пресоздаде атмосферата од минатите векови во домот отколку со инсталирање на таков часовник? Покрај чисто декоративната улога, овие инструменти со текот на времето секогаш ќе носат со себе белег на извонредната генијалност на оние што ги замислувале и усовршувале со текот на времето. Откријте како настанал часовник со нишало и како работи.

Кратка историја

Во 1656 година, Кристијан Хајгенс, холандски научник, го изградил првиот часовник со нишало, користејќи механизам за нишало со постојан и самоодржлив период на осцилација. Концептот на часовникот со нишалото, сепак, му се припишува на Галилео Галилеј, кој го проучувал движењето на нишалото од 1582 година. Тој дури и нацртал скица на часовник со нишало (Викимедија.org), што не успеал да го изгради. за време на неговиот живот. Првите часовници изградени од Хајгенс имаа грешка од околу една минута на ден, извонредна изведба за тие времиња. Последователните подобрувања на Хајгенс ги намалија грешките на помалку од 10 секунди на ден.

Нишалото како осцилатор. Што значи осцилирачко движење и како се одржува ?

Нишалото на часовникот е еден од најчестите и најчести осцилатори замислени некогаш. Ако се примени почетен импулс на нишалото, тој ќе осцилира со иста фреквенција (т.е. ќе го изврши движењето „дојди и си оди“ одреден број пати во одреден временски интервал), без оглед на амплитудата на првично печатеното движење на осцилацијата., (секој може да го провери горенаведеното со градење на нишало како на дијаграмот подолу и сметање на целосните удари направени од нишалото за персиски амплитуди на осцилација). Должината на нишалото е главната променлива со која може да се контролира фреквенцијата на осцилацијата. Пресметано е дека за релативно мали амплитуди, периодот на осцилација може да се приближи со формулата

каде Т е периодот на осцилација, l-должината на нишалото и g-гравитационата константа. Значи, користејќи ја оваа формула за пресметка, можеме да дизајнираме нишало со период на осцилација од 1 секунда или 2 секунди.

часовник

За да се осцилира некој предмет, потребно е одредена количина на енергија да поминува постојано од една во друга форма. Во случај на нишалото, енергијата трајно се трансформира од потенцијална енергија (на краевите на ударот) во кинетичка енергија (во средината на циклусот на движење). Повторената и континуирана трансформација помеѓу овие две форми на енергија генерира осцилација. Проблемот е во тоа што секој механички осцилатор постепено губи енергија поради триење со воздухот, што на крајот го запира. Мора да се најде начин за одржување на осцилирачкото движење, со додавање на секој циклус на движење мала количина на енергија на енергијата на движење на нишалото. Механизмот замислен од дизајнерите на часовници за нишалки дава малку дополнителен поттик за нишалото со секој „ритам“, за да се компензираат загубите предизвикани од триење.

Составните делови на часовникот со нишалото

период осцилација

Гледано однадвор, часовникот со нишало се состои од:

  • Предниот дел, со оние што ги означуваат часовите и минути;
  • Една или повеќе тегови;
  • нишало.

  • механизам за запчаници што ги придвижува стрелките на часовникот;
  • таканаречена сидро, чија улога ќе ја детализираме малку подоцна.

Да видиме како овие состојки комуницираат за да можеме точно да го измериме и посочиме времето.

Механизам на работа

Тежината или тежините, доколку ги има, е енергетски резервоар на часовникот, што го олеснува неговото работење подолг временски период без човечка интервенција. „Свртувањето“ на часовникот со нишало ги репозиционира тежините на поголема висина, со што им се дава поголема потенцијална енергија како резултат на гравитационото поле на Земјата. Како што паѓа тежината, оваа потенцијална енергија ја користат механизмите на часовникот за одржување на осцилирачкото движење на нишалото, како што ќе се види подолу.

Кога би замислиле многу рудиментарен модел на часовник активиран од тежина, тој ќе изгледаше како подолу. Тежината би ја закачиле на тапан на кој би поставиле игла (јазик) со која би имале за цел да ги посочиме секундите. Се разбира, со ослободување на тежината, периодот на ротација на барабанот би бил прекраток за да ја постигнеме нашата цел, но би можеле да продолжиме со вежбање на фантазијата со ментално претставување на уред кој го нагласува триењето помеѓу барабанот и низата за да ја забави ротацијата. Но, сепак ќе останевме во непријателскиот свет на приближните часовници. И тоа е затоа што триењето варира во зависност од температурата и влажноста во атмосферата. Потребна беше фиксна одредница и тука интервенираше холандскиот астроном Кристијан Хајгенс и предложи употреба на нишалото.

нишало

Како што реков претходно, периодот на осцилација на нишалото зависи само од гравитационата константа и должината на нишалото. Експериментално може да се забележи што се појавува според математички пресметки, имено дека приложените тежини и амплитудата на отпечатеното осцилирачко движење не влијаат на периодот на осцилација. Хајгенс нашол постојана референца на која може многу точно да го измери времето. Следниот скок беше претставен со замислување на механизмот со кој може да се измери тежината користејќи ги својствата на нишалото, притоа одржувајќи ја неговата осцилација.

часовникот нишалото

Целта беше да се пренесе на нишалото енергијата ослободена од падот на телото, во мали „делови“ и во поволни моменти, за да се одржат неговите осцилации. Одржувањето на осцилациите се врши автоматски, бидејќи самото нишало го контролира преносот на енергијата ослободена од падот на телото. (Ова е причината зошто часовникот со нишалото се користи во физиката како пример за самоодржлив механички осцилатор). Самоодржувањето на осцилациите беше можно со помош на многу генијален механизам, претставен шематски со сликата погоре, која се состои од:

  • запчаник, заменете го тапанот во претходниот дијаграм (1)
  • мирен (2)
  • сидро испакнатини (3)

Значи, овде сме во точка каде што можеме да користиме нишало со период на осцилација (изминатото време додека не се врати нишалото на местото каде што застана, па затоа интервалот во кој ќе заврши циклус „оди дојди“) од 2 секунди (што ја победува втората) за да се придвижи запчаникот што ја движи втората стрелка на часовникот. Theе мора да користиме опрема од 120 заби за секундарното да работи правилно. Проблемот со кој ќе се соочиме следно ќе биде дека тежината ќе падне пребрзо на земја, поради што мора да се замисли запчест да го забави движењето на тежината. Ова се прави исклучително едноставно со сукцесивно прицврстување на неколку брзини со различна големина. Користејќи вакви запчаници, можеме да го прилагодиме периодот на вртење на различните компоненти на запчаникот така што ќе имаме тркала чии периоди на ротација соодветствуваат на минута и на час, соодветно. Тие тркала ќе ги постават тајмерот и часовникот, соодветно. Исто така, треба да се додаде дека за да одговара на часовникот, еден од брзините мора да може привремено да се отстрани од запчаникот (точно што се случува кога ќе се вклопиме во рачен часовник). Слична работа се случува при поставување на часовник со нишало.

Конечно, како кратко реципирање, се сеќавам на основните компоненти на часовникот со нишалото:

  • тежината;
  • опрема и запчаници кои го регулираат слабеењето;
  • запчаници и запчаници што го контролираат движењето на стрелките на часовникот;
  • сидро;
  • механизам за прилагодување на часовникот, кој вклучува привремено деактивирање на запчаникот што ги контролира јазиците, дозволувајќи им нивно движење без да се возат сите брзини.