Clepsidresele au fost folosite de oameni din cele mai vechi timpuri. Acesta este un instrument destul de precis pentru măsurarea timpului, dar are un dezavantaj semnificativ - poate măsura doar intervale mici de timp. Cu toate acestea, oamenii până în prezent continuă să folosească clepsidra în viața de zi cu zi. Dar dacă te gândești bine, vitalitatea acestei imagini are o mulțime de motive.

De fapt, clepsidra este cel mai simplu dispozitiv de ținere a timpului. Nu au un mecanism complex care se poate rupe sau începe să cedeze, dar în același timp nu depind, de exemplu, de prezența soarelui.
O clepsidră de design clasic este două vase care sunt conectate prin intermediul unui gât îngust, fixat pe un suport stabil. Unul dintre ele este umplut cu o anumită cantitate de nisip. În funcție de volumul vaselor în sine, clepsidra poate măsura intervale de câteva secunde, minute sau chiar ore, dacă vorbim despre contorul de timp de dimensiuni mari.

Cât nisip a zburat de la creație

Există multe versiuni despre cum exact a fost inventată clepsidra. Potrivit unuia dintre ei, acest contor de timp a apărut în Europa în jurul secolului al VIII-lea. Potrivit acestei versiuni, clepsidra este creația călugărului francez Liutprand de la Catedrala din Chartres. Următoarea mențiune a acestei invenții se găsește pe o frescă datând din secolul al XIV-lea. Clepsidra a fost surprinsă în creația sa numită „Alegoria Bunului Guvern” de către artistul italian Ambrogio Lorenzetti în 1338. Din această perioadă, există referințe la acești contoare de timp în jurnalele navei.

Multă vreme, clepsidra a fost considerată cel mai practic instrument de acest gen. Cu toate acestea, cam de la începutul anilor 1500, popularitatea lor a început să scadă, deoarece majoritatea oamenilor au preferat ceasurile mecanice mai precise care au apărut în uz.
De-a lungul timpului, clepsidra nu a suferit modificări semnificative în design. Inițial, erau făcute din două baloane legate între ele cu un șnur sau doar un fir gros. La joncțiune, gâturile vaselor erau căptușite cu o diafragmă metalică cu o gaură, care doar regla cantitatea și viteza de turnare a nisipului. Pentru rezistență, această îmbinare a fost umplută și cu ceară sau rășină, astfel încât nisipul să nu se reverse și umezeala să nu intre înăuntru. Primele clepsidre cu baloane închise ermetic au apărut în jurul anilor 1760. Au fost mai precise decât analogul anterior, deoarece umiditatea constantă a fost menținută în interiorul vaselor. Drept urmare, nisipul nu a putut deveni umed și, prin urmare, s-a turnat întotdeauna cu aceeași viteză.
Rețineți că nu tot nisipul ar putea intra în clepsidră. Pentru a obține o umplutură de înaltă calitate, meșterii au luat o varietate de nisip cu granulație fină, l-au ars mai întâi și l-au cernut printr-o sită fină, apoi l-au uscat bine. Cu cât granularitatea sa era mai uniformă, cu atât citirile contorului de timp terminat au fost mai precise.

Apropo, clepsidra era umplută cu granule de diferite origini. Ar putea fi pulbere din marmură frecată fin, coji de ou zdrobite, la unele modele s-au încercat să folosească staniu sau oxid de plumb. Producătorii de clepsidră au experimentat multe pentru a afla care granule oferă cel mai constant flux. Există referiri scrise la faptul că la Paris a existat chiar și un atelier special care s-a specializat în pregătirea umpluturii originale pentru acest contor de timp. Aici a fost făcut din marmură neagră pudră. A fost măcinat în nisip fin, fiert în vin și apoi uscat la soare.
Cu toate acestea, este încă imposibil să spunem fără echivoc care granule sunt cele mai bune. Mai mult, pe lângă calitatea nisipului, alți factori afectează și precizia citirilor. De exemplu, cantitatea sa sau dimensiunea baloanelor și a gâtului care le leagă. Creând o clepsidră, meșterii au experimentat mult raportul dintre dimensiunile lor. Ca urmare, s-a stabilit că diametrul gâtului nu trebuie să depășească jumătate din diametrul balonului. Dimensiunea minimă a acestui orificiu poate fi egală cu 1/12 din diametrul balonului.

Alegerea acestui indicator depinde nu în ultimul rând de cât de mari sunt granulele cu care este umplută clepsidra. În consecință, contoarele de timp identice de acest fel, care diferă doar prin diametrul gâtului, pot număra intervale de timp diferite. Cu cât este mai îngust istmul care leagă baloanele, cu atât se toarnă mai mult nisipul. Apropo, în timp, clepsidra își pierde precizia precisă tocmai datorită faptului că, datorită frecării constante, granulele din interiorul baloanelor sunt zdrobite în altele mai mici și, ca urmare, sunt turnate mai repede. Mare importanță are calitatea sticlei. Ar trebui să fie perfect netedă, fără defecte în interior, pentru a nu interfera cu mișcarea liberă a boabelor de nisip.
Clepsidresele europene erau de obicei cronometrate de la 30 de minute la o oră întreagă. Cu toate acestea, au existat și astfel de exemplare care au măsurat o perioadă de timp de 3 ore. Era extrem de rar să se creeze o clepsidră concepută pentru până la jumătate de zi. Totuși, un astfel de contor de timp ar trebui să aibă, fără exagerare, dimensiuni gigantice.
Pentru cei a căror locuință nu putea găzdui o astfel de structură de capital, au fost inventate seturi speciale. Mai multe clepsidre au fost instalate într-o singură carcasă deodată. Un astfel de aparat a făcut posibilă măsurarea intervalelor lungi de timp. Era posibil să cumpărați clepsidre similare și pur și simplu pliate într-o singură carcasă.

Progresul tehnologic nu a stat pe loc. El a atins, de asemenea, clepsidra, care avea nevoie de îmbunătățiri pentru a concura cu cel puțin o concurență grea pentru omologii mecanici practice și precise care au apărut. De exemplu, meșteri din Nürnberg și Augsburg și-au complicat proiectarea prin plasarea a patru sisteme de baloane într-o singură carcasă deodată. Un matematician pe nume De la Hire și-a făcut contribuția creând o clepsidră atât de precisă încât ar putea măsura chiar și secunde. Omul de știință Tycho Brahe a devenit celebru ca astronom, dar a avut o mână și în evoluția acestui dispozitiv, încercând să înlocuiască nisipul obișnuit cu mercur. Din fericire, o inovație atât de periculoasă nu a prins rădăcini.
Totuși, cea mai mare descoperire în acest domeniu a fost făcută de Stefan Farfleur, care a creat un mecanism cu arc prin care clepsidra se răsturna automat la anumite intervale. Desigur, această inovație a făcut ca utilizarea lor să fie mult mai convenabilă.

Evoluția „baloanelor” într-un ceas cu alarmă

Înainte ca clepsidra să fie utilizată pe scară largă, a fost folosit hidrologiul sau, așa cum este numit și acest dispozitiv, clepsidra. De fapt, acesta este un ceas cu apă care a fost folosit de asiro-babilonieni și de locuitori. Egiptul antic. Clepsydra este un vas cilindric cu apă care curge din el. Pe cilindru au fost observate intervale de timp egale. Cu clepsidra se leagă expresia „timpul a expirat”, care este folosită și astăzi.

Grecii au perfecționat acest design. Platon, de exemplu, a descris un mecanism constând dintr-o pereche de conuri care intră unul în celălalt, reglând rata apei care curge din vase. Desigur, astfel de modele specifice nu erau foarte convenabile. Dacă ar putea fi încă folosite în producție, atunci pe navele în care sincronizarea era necesară pentru a determina viteza, o astfel de clepsidra nu a dat citiri precise.

În Evul Mediu, designul ceasurilor cu apă a suferit o serie de modificări, făcându-le mai convenabile și mai precise. Klepsydra s-a transformat într-un tambur, împărțit în interior în mai multe camere longitudinale cu apă, în interiorul cărora se afla o axă cu o frânghie înfășurată. Toba a fost suspendată de această frânghie și a început să se rotească, derulându-l. Apa din interiorul clepsidrei, care curgea dintr-o cameră în alta, regla viteza de rotație. Timpul a fost socotit coborând toba.
Cu toate acestea, clepsidra era încă departe de a fi ideală, deoarece acuratețea sa a continuat să depindă de înălțimea bulbului, de prezența înclinării și de temperatură. mediu inconjurator. Iarna, apa din astfel de ceasuri ar putea pur și simplu să înghețe, făcându-le complet inutile.

Clepsidra nu a prezentat astfel de surprize neplăcute. Oamenii au început să le folosească acasă în bucătărie, în biserică, apoi în producție. A fost clepsidra care a măsurat timpul pauzei de masă pentru diverși angajați.

Cu toate acestea, tocmai pentru marinari acest dispozitiv, precis și practic, a devenit o adevărată descoperire. Începând din secolul al XV-lea, orice navă avea cel puțin trei astfel de metri de timp. O clepsidră a fost proiectată pentru patru ore, ceea ce corespundea timpului unui ceas, al doilea - timp de un minut, iar al treilea - timp de 30 de secunde. Cu ajutorul acestuia din urmă, marinarii au calculat viteza cu care se deplasa nava de-a lungul bușteanului.

Apropo, de aici a început tradiția navală de a măsura timpul cu „sticle”. Paznicul, care urmărea citirile clepsidrei navei, de fiecare dată bătea regulat în clopoțelul navei, răsturnând clepsidra cu jumătate de oră, adică, de fapt, „bat sticlele”. La sfârșitul fiecărei ore întregi, marinarul bătea clopoțelul de două ori.

Celebrul navigator Ferdinand Magellan în timpul călătoriei sale în jurul lumii a folosit o clepsidră într-un set de 18 piese. Avea nevoie să știe ora exactă pentru navigație, precum și pentru a ține jurnalul unei nave. Clepsidresele de pe navele acestei expediții a lui Magellan au fost proiectate pentru 15, 30, 45 de minute și o oră întreagă. Fiecare navă avea o persoană care trebuia să le întoarcă la nevoie. În plus, îndatoririle sale au inclus reconcilierea și corectarea citirilor ceasului.

Desigur, în zilele noastre în Marina, se folosesc instrumente mai avansate pentru măsurarea timpului. Cu toate acestea, clepsidra este încă folosită în viața de zi cu zi. De exemplu, pot fi utile în bucătărie ca temporizator. În același scop, clepsidrile sunt folosite în laboratoarele școlare sau la verificarea tehnicii de citire, în sălile de tratament. Acestea produc astfel de contoare de timp pentru intervale de temporizare la măsurarea pulsului, împachetări antipiretice, dușuri de contrast, tratament cu tencuieli de muștar sau cupe medicale. De asemenea, clepsidra, concepută pentru 10 - 15 minute, este foarte convenabilă pentru a controla timpul petrecut în saună, baie sau solar.

Copiii vor adora acest cronometru. Clepsidra strălucitoare umplută cu granule colorate poate transforma rutinele plictisitoare de igienă, cum ar fi spălatul pe dinți sau stropirea în timp ce se întăresc, într-un joc distractiv.
Deja în secolul al XX-lea, clepsidra era folosită în scopuri mai serioase. De exemplu, lucrătorii centralei telefonice au folosit și modele cu mecanism automat de rulare pentru a controla durata apelurilor. Clepsidra era folosită în timpul dezbaterilor judiciare pentru ca adversarii să nu-și răspândească gândurile de-a lungul copacului. În același scop, acestea sunt folosite în ambele camere ale Parlamentului australian. Acolo, durata discursurilor vorbitorilor este limitată de o clepsidră specială cu trei sisteme de baloane.

Apropo, acum există și versiuni electronice ale unor astfel de contoare de timp. Apropo, puteți cumpăra o astfel de clepsidră nu numai ca element original al interiorului. Ele pot fi foarte utile în viața de zi cu zi. De exemplu, clepsidra electronică a designerilor Fabian Hemmert și Susan Hamman este un ceas cu alarmă neobișnuit. Trebuie doar să-i înclinați corpul cu 45 de grade și funcția este lansată: LED-urile roșii încep să se „ruleze” pe afișaj. Este de remarcat faptul că pentru acest ceas cu alarmă trebuie să setați nu ora de creștere, ci durata somnului. Fiecare punct luminos corespunde unei ore de vise nocturne. Trezindu-te noaptea, chiar și pe întuneric poți vedea cu ușurință cât de mult somn a mai rămas. Și pentru cei cărora le place să se întindă puțin mai mult după ce alarma a semnalat creșterea, această clepsidră condiționată are o funcție specială. Doar întoarceți-le - în cinci minute vă vor aminti din nou că este timpul să vă treziți.

Cu toate acestea, în marea majoritate a cazurilor, astăzi puteți cumpăra o clepsidră doar ca element original al interiorului. Odată cu apariția contoarelor de timp mecanice și electronice mult mai precise, funcția lor practică își pierde încă din estetică. Dar aici maeștrii pot da frâu liber imaginației. Clepsidresele sunt așezate în cutii din lemn prețios, decorate cu ornamente complicate. Uneori sunt chiar încrustate cu diverse pietre prețioase. Un astfel de ceas de masă antic poate fi un punct culminant al interiorului.

Maeștrii din Thailanda nu s-au limitat la experimente cu privire la decorarea exterioară a ceasurilor. Probabil și-au amintit că frumusețea interioară este mult mai importantă, doar că au luat această afirmație prea literal. Drept urmare, în loc de nisipul obișnuit, clepsidra lor a fost plină cu diamante mici. Greutatea totală a umpluturii prețioase a fost de aproximativ 10 mii de carate. Aceste clepsidre sunt de departe una dintre cele mai scumpe. Costul lor este de 6,4 milioane de dolari.

E timpul pentru recorduri

După cum știți, nu există limite pentru perfecțiune și, prin urmare, maeștrii din tari diferiteîncă încercând să creez cea mai bună și mai neobișnuită clepsidră. Deoarece în principiu nu poate exista un mecanism complex în acest contor de timp și nu puteți evoca cu adevărat asupra formei, rămâne doar să experimentați cu dimensiuni.
De exemplu, la începutul anilor 90, în Hamburg a fost creată o clepsidră, care este de departe cea mai mică. Înălțimea acestei capodopere nu depășește 2,4 cm Nisipul este turnat de sus în jos într-o perioadă de timp egală cu 5 secunde.

Crearea unei clepsidre de proporții gigantice s-a dovedit a fi, aparent, o activitate mai incitantă. A existat chiar și o oarecare rivalitate în acest domeniu.
Primul astfel de gigant are permis de ședere permanentă în muzeul nisipului, situat în orașul japonez Nimes. Această clepsidră a fost creată în 1991. Înălțimea lor este de 5 m cu un diametru al camerei de 1 m. Cu toate acestea, 13 ani mai târziu, faima lor a fost umbrită de popularitatea uneia dintre principalele atracții ale Budapestei.
După cum știți, în 2004 Ungaria a devenit parte a Uniunii Europene. Pentru locuitorii acestei țări, un astfel de eveniment s-a dovedit a fi foarte vesel. În cinstea lui, în zona centrală a Budapestei, lângă Piața Eroilor, a fost ridicat un monument, cunoscut sub numele de „Roata Timpului”.

Această clepsidră gigantică a devenit un simbol al fuziunii tradițiilor antice și cele mai noi tehnologii. Sunt echipate cu un mecanism semi-automat foarte complex, care, cu ajutorul unui computer, controlează turnarea nisipului. Cu toate acestea, complexitatea sa se datorează în mare măsură dimensiunii contorului de timp. Clepsidra din Budapesta atinge până la 8 m înălțime. Sunt un cerc gigantic de granit care face unul viraj complet pe parcursul unui an. Și pe 31 decembrie, camera plină cu nisip se mută în sus, iar numărătoarea inversă anuală începe din nou. Mai mult, această revoluție nu program de calculator, și persoana care, totuși, folosește cabluri și cel mai simplu mecanism ajutând la mutarea unui bloc greu de piatră. Astfel, această clepsidră simbolizează perseverența și forța umană, care ne-au ajutat să depășim toate obstacolele timp de multe secole.
Așa cum a fost concepută de creatori, „Roata timpului” simbolizează intrarea Ungariei într-o nouă eră de dezvoltare.

Cu toate acestea, după încă patru ani, acest record a fost doborât. În 2008, compania germană de automobile BMW a decis să instaleze un fel de publicitate în Piața Roșie în așteptarea prezentării unui nou model. Drept urmare, la Moscova a apărut o clepsidră, a cărei înălțime era de 12 m. Sunt fabricate din sticlă acrilică durabilă și umplute cu bile metalice strălucitoare. În total, 180.000 dintre aceste bile au fost folosite pentru acest ceas, drept urmare greutatea totală a întregii structuri a ajuns la 40 de tone. Această clepsidră a fost construită în decurs de nouă zile și trebuia să socotească timpul până la 8 iulie 2008 – atunci urma să aibă loc prezentarea noului model de la BMW. Apropo, clepsidra era atât de mare încât, pe lângă bilele metalice care cădeau periodic, mașina în sine se afla în camera superioară.
Se pare că astăzi o clepsidră nu este atât un dispozitiv pentru măsurarea timpului, cât un element de stil sau chiar un indicator al statutului ridicat și al bunului gust al proprietarului.

Olya

Clepsidra într-o cutie de lemn.

Clepsidră- cel mai simplu dispozitiv de numărare a intervalelor de timp, format din două vase transparente conectate printr-un gât îngust, dintre care unul este parțial umplut cu nisip. Timpul în care nisipul este turnat prin gât într-un alt vas poate fi de la câteva secunde până la câteva ore.

Istorie și modernitate

Una dintre primele referiri la un astfel de ceas este un mesaj găsit la Paris, care conține instrucțiuni pentru prepararea nisipului fin din pulbere de marmură neagră, fiert în vin și uscat la soare. Folosit și în Imperiul Bizantin în secolul al X-lea

În prezent, clepsidrile sunt folosite în unele proceduri medicale, în fotografie, dar și ca suveniruri.

În sistemele de operare Windows, simbolul clepsidrei pe care este desenat indicatorul mouse-ului indică faptul că sistemul este ocupat.

⌛ este caracterul Unicode clepsidra (CLEPSĂ , codul U+231B).

Avantaje

Simplitatea designului.

Defecte

Dezavantajul clepsidrelor este intervalul scurt de timp care poate fi măsurat cu ele. Ceasurile care au devenit comune în Europa erau de obicei proiectate să funcționeze timp de o jumătate de oră sau o oră. Au fost ceasuri care au funcționat 3 ore, foarte rar - 12 ore. Pentru a mări intervalul de măsurare, au fost realizate seturi de clepsidre într-un singur corp (carcasă).

Precizia clepsidrei depinde de mărimea uniformă a granulelor și de curgerea nisipului, de forma balonului și de calitatea suprafeței sale. Baloanele au fost umplute cu recoacere și cernute printr-o sită fină și nisip cu granulație fină uscată cu grijă. Coji de ouă măcinate, zinc și praf de plumb au fost, de asemenea, folosite ca materie primă. Cu utilizarea prelungită, precizia clepsidrei se deteriorează din cauza deteriorării nisipului pe suprafața interioară a balonului, a creșterii diametrului găurii din diafragma dintre baloane și a zdrobirii boabelor de nisip în altele mai mici.

„... Și în veșnicie clepsidra va rămâne ca jucăria unui copil”.
În trecutul îndepărtat, o clepsidră veche care a servit Grecia antică simbolul zeului Kronos, judecătorul-șef și păstrătorul timpului, era realizat din două baloane de sticlă, care erau legate între ele printr-o diafragmă din metal, sticlă, mică sau lemn. Odată cu utilizarea prelungită a clepsidrei, aceste diafragme erau adesea șterse, crescând în diametru. Nisipul s-a turnat mai repede, iar „cursul” timpului s-a rupt.

Din 1750, suflătorii de sticlă au învățat să facă un singur balon de sticlă pentru clepsidre. Balonul a trecut ușor într-un gât îngust și s-a extins din nou. Au început să-l umple cu nisip printr-o mică gaură din fund, care a fost apoi acoperită cu ceară. Din 1800, maeștrii au învățat să sigileze orificiul din balon.

Nisipul a fost întotdeauna principala umplutură pentru clepsidra. Precizia clepsidrei depinde de starea nisipului, de forma balonului și de calitatea suprafeței acestuia. Nisipul trebuie să fie uscat, omogen, boabele rotunde de nisip ar trebui să aibă de preferință aceeași dimensiune și rezistență mare la abraziune. În Evul Mediu, se foloseau și praf de marmură, zinc sau plumb, precum și coji de ouă măcinate. Din secolul al XIII-lea, se cunosc diverse rețete pentru a face „nisip” pentru ceasuri. S-a cernut, spalat, fiert si recoapt. În zilele noastre, în loc de nisip, se folosesc bile minuscule de sticlă.

Clepsidra a fost cândva instrumentul principal, destul de precis, pentru măsurarea timpului. Din secolul al XV-lea, acestea au fost folosite și pe nave pentru navigație. În timpul călătoriei sale în jurul lumii, Magellan a instalat 18 clepsidre pe fiecare dintre navele sale. Marinarii special desemnați au întors clepsidra.

Cum funcționează clepsidra clasică?
În partea de sus a balonului, nisipul se repezi în jos și cade sub acțiunea gravitației. La începutul mișcării, fluxului în creștere al boabelor de nisip care cad se opune fluxul invers de aer deplasat din fundul balonului, care se repezi în sus, încercând să treacă între boabele individuale de nisip.
Viteza jetului de nisip este determinată de viteza de cădere a boabelor de nisip atunci când are loc un echilibru între forța gravitațională care acționează asupra boabelor de nisip și forța de rezistență a aerului care apare atunci când boabele de nisip cad.
Fluxul constant de nisip care cade duce treptat la o creștere a presiunii aerului în partea de jos a balonului. Când fluxul de boabe de nisip este aproape uscat, puteți vedea cum fluxul de aer, care iese de jos în sus, ridică ultimele boabe de nisip din partea superioară a balonului și le ridică cu câțiva milimetri înainte ca acestea să cadă în cele din urmă. jos.

De ce poți măsura timpul cu o clepsidră?
Nisipul este un material complex care uneori se comportă ca solid iar uneori ca lichid. Se pare că într-o clepsidră un flux uniform de nisip este similar cu fluxul de lichid, dar există o diferență esențială. Dacă ar fi un lichid, atunci cantitatea sa care curge prin orificiul ceasului ar depinde de înălțimea coloanei de lichid deasupra orificiului. Iar cantitatea de nisip care trece prin gaura din clepsidra pe unitatea de timp nu depinde de înălțimea nisipului deasupra găurii. De aceea, nisipul poate fi folosit pentru a măsura timpul într-o clepsidră.

Viteza constantă a curgerii nisipului se datorează redistribuirii forțelor apărute în grosimea nisipului, care apar în punctele de contact ale boabelor de nisip. În volume mari de nisip, datorită acestor puncte de contact, se formează „rețele” de boabe de nisip, în care apar „poduri” în formă de cupolă.

Aceste punți creează presiune pe pereții de sticlă ai balonului. Straturile de nisip subiacente sunt într-o oarecare măsură eliberate de presiunea straturilor superioare. Ca urmare, presiunea medie a nisipului peste gaură, chiar și cu niveluri diferite de nisip, rămâne aproape constantă. Acest lucru are ca rezultat o viteză constantă a jetului de nisip în clepsidră.

Cum poți să „gestionezi” timpul?

Atârnăm clepsidra de un fir elastic (bandă elastică) și o facem să oscileze în sus și în jos. dacă ar sta, de exemplu, pe o masă.

Diametrul orificiului care leagă jumătățile balonului este de obicei făcut cât mai mic posibil pentru a crește timpul de turnare a nisipului cu o cantitate mai mică de nisip în ceas, adică. mări timpul clepsidrei.
Curgerea materiei granulare (nisip) este diferită de fluxul unui lichid. Nisipul curge de la început până la sfârșit prin gaură cu aceeași viteză. Această proprietate se bazează pe apariția bolților (poduri) în interiorul nisipului. Într-o clepsidră, acest lucru poate provoca chiar închiderea gaurii și oprirea curgerii nisipului în jos. Când ceasul se mișcă cu accelerație în sus sau în jos (de exemplu, când se balansează), astfel de poduri suprapuse se destramă.

Cum altfel poți „influența” timpul?

De exemplu, prindeți fundul balonului cu palmele. După ceva timp, „timpul se va opri”, curgerea boabelor de nisip se va opri. Ceea ce pare aici a fi o punere mistică a mâinilor poate fi explicat destul de logic. Când fundul balonului este încălzit, aerul din acesta se încălzește, se dilată și tinde să se ridice spre partea superioară a balonului, iar apoi fluxul uniform de boabe de nisip din clepsidră poate fi perturbat sau chiar oprit complet.

Fenomene interesante pot fi observate în unele clepsidre neobișnuite!

Pentru nisipul uscat, unghiul de repaus al unui morman de nisip format la fundul balonului este de aproximativ 30-35 de grade. Această valoare depinde și de forma boabelor. Granulele de nisip unghiulare creează pante mai abrupte, în timp ce boabele rotunjite creează pante mai blânde.
Dacă umpleți o clepsidră cu nisip cu granule de diferite diametre, atunci când se formează un jet de nisip, boabele de nisip vor începe să fie distribuite într-un mod foarte interesant, atât în ​​partea superioară a balonului, cât și în cea inferioară. .

În partea de jos se formează mai întâi un mic con, nisipul care curge de sus formează avalanșe de nisip care alunecă în jos pe panta conului de nisip. În acest caz, boabele de nisip sunt sortate după mărime: cele mari se acumulează în principal la piciorul conului, iar pe versanții conului, nisipul se află în straturi separate din cele mai mici granule de nisip și boabe mai mari de nisip.
Această „bandă” se explică în două moduri: cele mai mici granule de nisip pot pătrunde între cele mari și pot forma un strat, în timp ce cele mai mari se pot rostogoli mai ușor în jos pe pantă și astfel își creează și propriul strat.
Aceste procese se repetă în mod constant.
Și ceva asemănător se întâmplă în partea superioară a balonului, doar aici, când nisipul se mișcă, se formează o pâlnie conică.

Acest model de clepsidră este similar cu clepsidra obișnuită, dar are două diferențe. În primul rând, nisipul este între două plăci plate, iar în al doilea rând, ceasul va fi umplut cu nisip care conține granule de nisip de diferite dimensiuni. De aici apariția efectelor „în dungi” descrise mai sus.
Folosind ca exemplu o astfel de „jucărie” științifică, oamenii serioși studiază probleme grave care apar, de exemplu, la depozitarea materialelor în vrac.

Alături de cele clasice, există și modele moderne de clepsidră, ale căror lucrări ar fi interesant de luat în considerare. Astfel de ceasuri sunt chiar numite „ceasuri paradoxale”.

Nu îți vei crede ochilor, în acest ceas curge „nisipul” de jos în sus, totuși, legile naturii rămân în vigoare!

Sticla de sticla umpluta cu lichid densitate mareși bile mici cu o densitate mult mai mică decât densitatea lichidului. Într-un lichid mai dens, bilele cu o densitate mai mică cresc, așa cum era de așteptat, în sus. Acesta este principiul de bază al ceasului paradoxal, pe baza căruia „nisipul” se ridică de jos în sus. Și totul se repetă într-un mod nou cu fiecare rotire a ceasului.

În poziția verticală a ceasului are loc un flux relativ dens și nu foarte uniform de bile în sus. Bilele trebuie să pătrundă în sus printr-o gaură îngustă și, datorită vâscozității lichidului, îl antrenează parțial împreună cu ele, în timp ce lichidul tinde și în jos.

Practic, rata de coborâre și de ridicare a unei mingi într-un lichid depinde de diferența dintre densitățile bilelor și a lichidului, de diametrul bilelor și de puterea lichidului, iar puterea lichidului este foarte mare. dependent de temperatura.

Dacă porniți ceasul paradoxal și lăsați cel puțin câteva bile să se ridice, apoi puneți ceasul pe o parte, atunci puteți vedea clar bilele individuale ridicându-se încet.

În acest caz, puteți chiar să aveți timp să determinați rata de creștere a bilelor individuale.
Dacă puneți din nou ceasul pe verticală, astfel încât bilele să înceapă să se ridice într-un flux până în partea superioară a balonului, atunci în partea inferioară a balonului, aproape complet umplută cu bile, puteți vedea clar „gaura” mișcându-se în jos. . Acest fenomen poate fi comparat cu mișcarea unei „găuri” într-un semiconductor.

Clepsidra „Uituc” sau „obraznic”.

O clepsidră obișnuită este coborâtă într-un cilindru plin cu apă. Diametrul exterior al clepsidrei este cu câțiva milimetri mai mic decât diametrul interior al cilindrului. În repaus, ceasul, ca un plutitor, se află în vârful cilindrului, iar tot nisipul se află în partea de jos a balonului.
Dacă cilindrul este acum răsturnat, atunci la început clepsidra rămâne în partea de jos a cilindrului, deși nisipul și-a început deja mișcarea. Și numai atunci când aproape jumătate din nisip a trecut, clepsidra se ridică în vârful cilindrului. Și deja în partea de sus a cilindrului, restul de nisip din ceas este turnat în partea inferioară a balonului.

Clepsidra „uitucoasă” va începe să plutească abia după ce cilindrul este răsturnat.

De ce nu se ridică clepsidra imediat după ce cilindrul este răsturnat?
Clepsidra din interiorul cilindrului are o densitate medie mai mică decât cea a apei. Deci ceasul merge sus. Dacă întoarceți ceasul, atunci la început aproape tot nisipul va fi în jumătatea superioară a balonului, centrul de greutate al ceasului va fi, respectiv, deasupra mijlocului ceasului.

Dacă ceasul nu ar fi într-un cilindru îngust, ci în apă liberă, atunci s-ar întoarce imediat din cauza cuplului rezultat. Într-un cilindru îngust, acestea sunt împinse de peretele interior al cilindrului. Aici are loc lipirea (frecarea statică), ceea ce împiedică ceasul să se ridice rapid.

Numai când aproape jumătate din nisip s-a scurs, centrul de greutate al ceasului va scădea sub mijloc. Frecarea statică împotriva peretelui cilindrului și cuplul vor dispărea, acum ceasul poate pluti în vârful cilindrului.

„Clepsidra plutitoare”

Următorul exemplu de clepsidră neobișnuită este o variantă numită „clepsidra plutitoare”. Aici, o clepsidră cilindrică este într-un cilindru plin cu apă.

Diametrul exterior al clepsidrei este doar puțin mai mic decât diametrul interior al cilindrului. Datorită vâscozității lichidului, clepsidra se va ridica și va coborî foarte încet într-un astfel de cilindru.
Conform principiului său de funcționare, o clepsidră situată într-un cilindru îngust este similară cu un dispozitiv pentru măsurarea vâscozității unui lichid.

Timpul în care nisipul este turnat prin gât într-un alt vas este de obicei de la câteva secunde la câteva ore. Anterior, pentru a mări intervalul de timp măsurat, chiar și seturi de clepsidre au fost compilate într-un singur caz.

Clepsidra „Roata timpului”

Pe vremea noastră, au învățat să facă o clepsidră cu o „fabrică” pe tot parcursul anului. În capitala Ungariei, Budapesta, în fiecare an în ultima zi a lunii decembrie, uriașa clepsidră „Roata timpului”, înălțime de câțiva metri. , face o jumătate de tură pentru a începe un nou ciclu anual de lucru.

Răsturnarea clepsidrei se face întotdeauna într-o singură direcție, la modă veche: cu ajutorul cablurilor și a unui mecanism simplu.

Și aici este accentul!

Știați că puteți pune oul pe masă cu capătul ascuțit în jos?
În interiorul unui astfel de ou se face o clepsidră asimetrică. Când tot nisipul este în partea din balon care este simetrică față de ou, atunci acesta poate fi așezat pe masă la capătul ascuțit și va sta în picioare.

După un timp, când nisipul începe să cadă, centrul de greutate al oului se va deplasa, iar oul va cădea. A doua oară nu va fi posibil să-l puneți pe capătul ascuțit până când tot nisipul din ceas nu va fi turnat înapoi în poziția inițială.

În vremea noastră, clepsidra a dobândit multe variante diferite de execuție și s-a mutat deja în categoria suvenirurilor și jucăriilor științifice.

În loc de nisip și aer într-o clepsidră, de exemplu, pot fi folosite bile și un lichid sau două lichide care diferă mult ca densitate.
Sau poate vei reuși să inventezi propria ta versiune a „clepsidrei”?

Data apariției primei clepsidre este necunoscută. Cu toate acestea, principiul clepsidrei era cunoscut în Asia mult mai devreme decât începutul cronologiei noastre.

Țările vest-europene au început să se ocupe de clepsidra abia la sfârșitul Evului Mediu. Iată clepsidra lui Erasmus din Rotterdam:

Deși clepsidra a ajuns târziu în Europa, s-a răspândit rapid. Acest lucru a fost facilitat de simplitatea, fiabilitatea, prețul scăzut și, nu în ultimul rând, capacitatea de a măsura timpul cu ajutorul lor la orice oră din zi sau din noapte. Dezavantajul era intervalul scurt de timp, care putea fi măsurat fără a întoarce ceasul.

De obicei, o clepsidră a fost calculată să funcționeze timp de o jumătate de oră sau o oră. Mai puțin obișnuite au fost clepsidrele concepute pentru a măsura în mod continuu timpul timp de 3 ore și doar în cazuri foarte rare au fost construite clepsidre uriașe concepute pentru 12 ore.

Ceasurile mai precise constau uneori nu dintr-un singur, ci mai multe vase separate.
Precizia clepsidrei depindea și de tehnologia de fabricație a nisipului în sine, precum și de forma baloanelor și de netezimea pereților lor interiori.

Dezvoltarea producției de sticlă a făcut posibilă producerea de baloane cu pereți interiori netezi, ceea ce a făcut posibil ca nisipul să curgă cât mai uniform posibil de sus în jos.

Pe vremuri, pregătirea nisipului pentru ceasuri era considerată o chestiune care necesita abilități speciale. Era făcut din nisip cu granulație fină ars sau din coji de ouă prăjite, sau din praf de zinc și plumb.

În 1339, la Paris a fost descoperită o descriere a unei clepsidre cu pulbere de marmură neagră. Se spunea ca cel mai bun nisip se obtine din rumegus de marmura, daca se fierb de noua ori cu vin, indepartand de fiecare data spuma, si apoi se usuca la soare.

Clepsidra nu a atins niciodată acuratețea unui ceas de soare, deoarece boabele de nisip au fost zdrobite treptat în altele mai fine, iar gaura din mijloc a fost treptat uzată și mărită.

Clepsidra, datorită formei și ușurinței în exploatare, și-a păstrat o oarecare semnificație până de curând, de exemplu, erau folosite de centralele telefonice pentru a înregistra timpul unor scurte convorbiri telefonice, în sălile de judecată și pentru unele nevoi din gospodărie.

Clepsidra era de mare importanță pe nave: pe vreme înnorată, când era imposibil să se determine ora de către corpurile cerești, era recunoscută după clepsidra. Pe navele rusești erau numite „baloane”. La fiecare jumătate de oră, când „balonul” era răsturnat, băteau clopoțelul. De aici, de fapt, a venit expresia - „a bate baloanele” Yoongi a măsurat perioade de timp de jumătate de oră și a bătut clopoțelul.

Anterior, oamenii purtau clepsidre chiar și pe picioare, prinse de picioare sub genunchi. Cel mai bun nisip pentru astfel de ceasuri a fost marmura zdrobită.

De sute de ani, clepsidra a fost încercată în mod repetat să se îmbunătățească. Așadar, astronomul Tycho Brahe a înlocuit nisipul cu mercur. Stéphane Farfleur și Grollier de Servier au realizat mecanisme cu arc pentru rotirea ceasurilor. Dar toate aceste inovații nu au prins rădăcini. Dar oamenii folosesc cea mai simplă clepsidră până astăzi.

Pana de curand, clepsidralele erau folosite de medici pentru a numara pulsul pacientului.Au fost realizate sub forma unui dispozitiv cu stilou compact si au fost concepute pentru pana la 30 de secunde.

O clepsidră interesantă este instalată pe o stradă din orașul Mainz din Germania:

Și iată o altă clepsidră „curioasă”. Un recipient de sticlă este umplut cu un lichid de densitate mare și o substanță de particule mici cu o densitate mult mai mică decât lichidul. Aceste ceasuri funcționează în direcția „inversă” (de jos în sus).

Particulele, fiind mai ușoare, se acumulează în lichidul din partea superioară a vasului. După răsturnare, particulele tind în sus, curgând printr-un istm îngust, iar după un timp se adună din nou în partea superioară.

Deci, ce este, când au fost inventate, cât timp măsoară și unde sunt folosite astăzi? Voi încerca să răspund la toate aceste întrebări în acest articol. Și așa despre totul în ordine.

Clepsidră Aceasta este o invenție care vă permite să numărați timpul. Este format din două baloane conectate între ele. În interior au nisip, care, turnând dintr-un balon în altul, numără o anumită perioadă de timp, care depinde de mărimea ceasului în sine.

Clepsidra a început să fie folosită în jurul secolului al XIV-lea. Acest lucru este dovedit de un mesaj datat 1339, care a fost găsit la Paris. Conține instrucțiuni despre cum să pregătiți nisipul de ceas.

Nisip.Acuratețea unor astfel de ceasuri depindea de mai mulți factori. Unul dintre ele este nisipul. Era făcut din pulbere de marmură neagră cernută, apoi fiert în vin și uscat la soare. Tot din nisip cu granulație fină ars, care era semănat prin site fine și uscat. Acest nisip avea o nuanță roșiatică. Alt nisip a fost făcut prin măcinarea atentă a cojilor de ouă, dându-i astfel o culoare albă deschisă. Utilizarea nisipului din zinc și praf de plumb diferă prin faptul că abraza mai puțin pereții interiori ai balonului, un astfel de nisip avea o nuanță gri.

baloane pentru ceasuri erau făcute din sticlă, până atunci oamenii învățaseră deja cum să lucreze cu ea. Două baloane au fost interconectate cu un fir și umplute cu rășină pentru a întări îmbinarea și pentru a preveni pătrunderea umezelii în interior, ceea ce ar degrada acuratețea ceasului. Mai târziu au început să producă baloane solide.

Demnitate clepsidrile au fost considerate ușor de folosit, fiabile și ieftine. Prin urmare, ele erau disponibile multor oameni din acea vreme. Au fost utilizate pe scară largă în transport maritim pentru a măsura viteza de mișcare și durata ceasului, precum și în medicină.

Defecte bineînțeles că și ei erau. Una dintre cele principale este o perioadă mică de timp pe care o pot număra (mai ales 30 de minute sau 1 oră). Pentru a număra mai mult timp, a fost necesar să se facă un ceas cu adevărat mare. De asemenea, în timp, particulele de nisip au devenit mai mici, iar baloanele au fost uzate din interior, ceea ce a avut un efect negativ asupra preciziei.

Unii inventatori au încercat să mărească intervalul de timp înclinând automat ceasul și înglobând mai multe baloane într-un singur ceas. Primul balon a fost golit în 15 minute, al doilea în 30 de minute, al treilea în 45 de minute și al patrulea în 1 oră. Deasupra aveau un cadran cu o săgeată, când nisipul din ultimul balon s-a revărsat, s-au răsturnat și săgeata a înaintat o oră.

În prezent, acestea sunt folosite în principal pentru decorațiuni interioare și ca suveniruri. De asemenea, în unele cazuri, în timpul ședințelor în instanță și în medicină, în timpul procedurilor medicale.

Monument dedicat acestei invenții se află la Budapesta (Ungaria). Au 8 metri înălțime, iar nisipul este turnat complet în partea inferioară în 1 an. Japonia are și ceasuri mari. sunt depozitate în muzeul nisipului din orașul Nîmes.

Probabil asta e tot. Dacă aveți ceva de adăugat sau nu sunteți de acord cu ceva, scrieți în comentarii.