Tko je izumio sat s njihalom? Povijest pojave satova. Nedostaci satova s klatnom

11.04.2024 -

Prva nauka o vremenu je astronomija. Rezultati promatranja u drevnim zvjezdarnicama korišteni su za poljoprivredu i vjerske obrede. No, razvojem obrta javlja se potreba za mjerenjem kratkih vremenskih razdoblja. Tako je čovječanstvo došlo do izuma satova. Proces je bio dug, ispunjen napornim radom najboljih umova.

Povijest satova seže stoljećima u prošlost; to je najstariji izum čovječanstva. Od štapa zabodenog u zemlju do ultrapreciznog kronometra, put je dug stotine generacija. Ako napravimo ocjenu dostignuća ljudske civilizacije, tada će u kategoriji "veliki izumi" sat biti na drugom mjestu nakon kotača.

Bilo je vrijeme kada je ljudima bio dovoljan kalendar. No pojavili su se obrti i pojavila se potreba za bilježenjem trajanja tehnoloških procesa. Bio je potreban sat, čija je svrha bila mjerenje razdoblja kraćih od dana. Kako bi to postigli, ljudi su se stoljećima služili različitim fizičkim procesima. Dizajni koji ih implementiraju također su bili odgovarajući.

Povijest satova podijeljena je u dva velika razdoblja. Prvi je dug nekoliko tisuća godina, drugi je kraći od jedne.

1. Povijest nastanka satova naziva se najjednostavnijim. Ova kategorija uključuje solarne uređaje, uređaje za vodu, vatru i pijesak. Razdoblje završava proučavanjem mehaničkih satova razdoblja prije njihala. Bila su to srednjovjekovna zvona.

2. Nova povijest satova, počevši od izuma njihala i vage, što je označilo početak razvoja klasične oscilatorne kronometrije. Ovo razdoblje još traje

Sunčani sat

Najstarije koje su dospjele do nas. Stoga je povijest sunčanog sata ta koja otvara paradu velikih izuma na području kronometrije. Unatoč prividnoj jednostavnosti, odlikovali su se širokim izborom dizajna.

Osnova je prividno kretanje Sunca tijekom dana. Brojanje se provodi prema sjeni koju baca os. Njihova upotreba je moguća samo na sunčan dan. Stari Egipat je za to imao povoljne klimatske uvjete. Najrasprostranjeniji na obalama Nila bili su sunčani satovi u obliku obeliska. Postavljeni su na ulazu u hramove. Gnomon u obliku okomitog obeliska i ljestvice označene na tlu - ovako je izgledao drevni sunčani sat. Fotografija ispod prikazuje jednu od njih. Jedan od egipatskih obeliska prevezenih u Europu preživio je do danas. Gnomon visok 34 metra trenutno stoji na jednom od trgova u Rimu.

Konvencionalni sunčani satovi imali su značajan nedostatak. Znali su za njega, ali su ga dugo trpjeli. U različitim godišnjim dobima, odnosno ljeti i zimi, trajanje sata nije bilo isto. Ali u razdoblju kada su dominirali agrarni sustav i obrtnički odnosi, nije bilo potrebe za točnim mjerenjem vremena. Stoga je sunčani sat uspješno postojao sve do kasnog srednjeg vijeka.

Gnomon je zamijenjen progresivnijim dizajnom. Poboljšani sunčani satovi, kod kojih je ovaj nedostatak uklonjen, imali su zakrivljene ljestvice. Uz ovo poboljšanje korišteni su različiti dizajni. Tako su zidni i prozorski sunčani satovi bili uobičajeni u Europi.

Daljnja poboljšanja dogodila su se 1431. Sastojao se u usmjeravanju strelice sjene paralelno sa zemljinom osi. Takva se strelica zvala poluos. Sada se sjena, rotirajući oko poluosi, kretala ravnomjerno, okrećući se za 15° na sat. Ovaj je dizajn omogućio izradu sunčanog sata koji je bio prilično točan za svoje vrijeme. Fotografija prikazuje jedan od ovih uređaja sačuvan u Kini.

Za pravilnu ugradnju, struktura je bila opremljena kompasom. Postalo je moguće koristiti sat svugdje. Bilo je moguće proizvesti čak i prijenosne modele. Od 1445. godine počeli su se graditi sunčani satovi u obliku šuplje hemisfere, opremljene strelicom, čija je sjena padala na unutarnju površinu.

Traženje alternative

Unatoč činjenici da su sunčani satovi bili praktični i točni, imali su ozbiljne objektivne nedostatke. Bili su potpuno ovisni o vremenskim prilikama, a njihovo djelovanje bilo je ograničeno na dio dana sadržan u intervalu između izlaska i zalaska sunca. U potrazi za alternativom, znanstvenici su tražili druge načine za mjerenje vremenskih razdoblja. Zahtijevalo se da se ne povezuju s promatranjem kretanja zvijezda i planeta.

Potraga je dovela do stvaranja umjetnih vremenskih standarda. Na primjer, bio je to interval potreban za protok ili izgaranje određene količine tvari.

Najjednostavniji satovi stvoreni na ovoj osnovi prošli su dug put u razvoju i poboljšanju dizajna, čime su pripremili teren za stvaranje ne samo mehaničkih satova, već i uređaja za automatizaciju.

Vodeni časovnik

Naziv "klepsidra" pripisan je vodenim satovima, pa postoji zabluda da su prvi put izumljeni u Grčkoj. U stvarnosti nije bilo tako. Najstarija, vrlo primitivna klepsidra pronađena je u Amonovom hramu kod Feba i čuva se u muzeju u Kairu.

Prilikom izrade vodenog sata potrebno je osigurati ravnomjerno smanjenje razine vode u posudi dok teče kroz donju kalibriranu rupu. To je postignuto tako što je posuda dobila oblik stošca koji se sužavao bliže dnu. Tek u srednjem vijeku bilo je moguće dobiti obrazac koji opisuje brzinu istjecanja tekućine ovisno o njezinoj razini i obliku posude. Prije toga eksperimentalno je odabran oblik posude za vodeni sat. Na primjer, gore spomenuta egipatska klepsidra dala je ravnomjerno smanjenje razine. Iako s nekom greškom.

Budući da klepsidra nije ovisila o dobu dana i vremenu, najbolje je udovoljavala zahtjevima kontinuiranog mjerenja vremena. Osim toga, potreba za daljnjim unaprjeđenjem uređaja i dodavanjem raznih funkcija dala je dizajnerima prostor za maštovitost. Dakle, klepsidre arapskog podrijetla bile su umjetnička djela u kombinaciji s visokom funkcionalnošću. Bili su opremljeni dodatnim hidrauličkim i pneumatskim mehanizmima: zvučnim signalom vremena, sustavom noćne rasvjete.

Povijest nije sačuvala mnogo imena tvoraca vodenih satova. Proizvodili su se ne samo u Europi, već iu Kini i Indiji. Do nas su došli podaci o grčkom mehaničaru Ktesibiju iz Aleksandrije, koji je živio 150 godina pr. U klepsidrama, Ktesibije je koristio zupčanike, čije je teorijske razvoje proveo Aristotel.

Vatrogasna straža

Ova skupina se pojavila početkom 13. stoljeća. Prvi vatrogasni satovi bile su tanke svijeće visoke do 1 metar s oznakama. Ponekad su određeni dijelovi bili opremljeni metalnim iglama, koje su, padajući na metalni stalak dok je oko njih gorio vosak, proizvodile poseban zvuk. Takvi uređaji poslužili su kao prototip budilice.

S pojavom prozirnog stakla, vatrogasni satovi pretvoreni su u satove za svjetiljke. Na zid je bila postavljena vaga prema kojoj se, kako je ulje izgaralo, određivalo vrijeme.

Takvi uređaji su najrašireniji u Kini. Uz satove za svjetiljke, kod nas je bila raširena još jedna vrsta satova za vatru - satovi na fitilj. Možemo reći da je ovo bila slijepa grana.

Pješčani sat

Ne zna se točno kada su rođeni. Sa sigurnošću možemo samo reći da se nisu mogle pojaviti prije izuma stakla.

Pješčani sat se sastoji od dvije prozirne staklene tikvice. Kroz spojno grlo sadržaj se prelijeva iz gornje tikvice u donju. I danas još uvijek možete pronaći pješčane satove. Na fotografiji je jedan od modela, stiliziran kao starinski.

Prilikom izrade instrumenata srednjovjekovni majstori ukrašavali su pješčane satove izuzetnim dekorom. Korišteni su ne samo za mjerenje vremenskih razdoblja, već i kao ukras interijera. U domovima mnogih plemića i uglednika mogao se vidjeti raskošni pješčani sat. Fotografija predstavlja jedan od ovih modela.

U Europu je pješčani sat došao dosta kasno – krajem srednjeg vijeka, ali se brzo proširio. Zbog svoje jednostavnosti i mogućnosti korištenja u bilo kojem trenutku, brzo su postali vrlo popularni.

Jedan od nedostataka pješčanih satova je relativno kratko vrijeme mjerenja bez okretanja. Kasete napravljene od njih nisu se ukorijenile. Širenje takvih modela otežavala je njihova niska točnost, kao i istrošenost tijekom dugotrajne uporabe. Dogodilo se sljedeće. Kalibrirana rupa u dijafragmi između tikvica je istrošena, povećavajući se u promjeru, čestice pijeska su, naprotiv, zdrobljene, smanjujući se u veličini. Brzina istjecanja se povećala, vrijeme smanjilo.

Mehanički satovi: preduvjeti za njihov izgled

Potreba za točnijim mjerenjem vremenskih razdoblja stalno je rasla s razvojem proizvodnje i društvenih odnosa. Najbolji umovi radili su na rješavanju ovog problema.

Izum mehaničkih satova je epohalni događaj koji se dogodio u srednjem vijeku, jer su oni najsloženiji uređaj nastao u tim godinama. To je zauzvrat poslužilo kao poticaj za daljnji razvoj znanosti i tehnologije.

Izum satova i njihovo poboljšanje zahtijevalo je napredniju, precizniju i visokoučinkovitu tehnološku opremu, nove metode proračuna i dizajna. Ovo je bio početak nove ere.

Stvaranje mehaničkih satova postalo je moguće s izumom vretena. Ovaj je uređaj pretvarao kretanje utega koji je visio na užetu prema naprijed u oscilatorno gibanje kotačića sata naprijed-natrag. Ovdje je jasno vidljiv kontinuitet - uostalom, složeni modeli klepsidra već su imali brojčanik, zupčanik i udarac. Trebalo je samo promijeniti pogonsku snagu: vodeni mlaz zamijeniti teškim utegom, s kojim je bilo lakše rukovati, te dodati uređaj za otpuštanje i regulator hoda.

Na temelju toga nastali su mehanizmi za toranjske satove. Zvona s vretenastim regulatorom ušla su u upotrebu oko 1340. godine i postala ponos mnogih gradova i katedrala.

Pojava klasične oscilatorne kronometrije

Povijest sata sačuvala je za potomstvo imena znanstvenika i izumitelja koji su omogućili njegovo stvaranje. Teorijska osnova bila je otkriće Galilea Galileija, koji je izrazio zakone koji opisuju oscilacije njihala. Također je autor ideje o mehaničkim satovima s klatnom.

Galileovu ideju realizirao je 1658. talentirani Nizozemac Christiaan Huygens. Također je autor izuma regulatora ravnoteže, koji je omogućio izradu džepnih, a potom i ručnih satova. Godine 1674. Huygens je razvio poboljšani regulator pričvrstivši spiralnu oprugu u obliku kose na zamašnjak.

Još jedan kultni izum pripada uraru iz Nürnberga po imenu Peter Henlein. Izumio je navijajuću oprugu, a 1500. godine na temelju nje izradio džepni sat.

Istodobno su se dogodile promjene u izgledu. U početku je bila dovoljna jedna strijela. Ali budući da su satovi postali vrlo točni, zahtijevali su odgovarajuću indikaciju. Godine 1680. dodana je kazaljka za minute, a brojčanik je poprimio svoj poznati izgled. U osamnaestom stoljeću počeli su instalirati drugu ruku. Isprva je bio bočni, a kasnije je postao središnji.

U sedamnaestom stoljeću izrada satova je potisnuta u kategoriju umjetnosti. Izvrsno ukrašena kućišta, brojčanici ukrašeni emajlom, koji su do tada bili prekriveni staklom - sve je to pretvorilo mehanizme u luksuzni predmet.

Rad na poboljšanju i kompliciranju instrumenata nastavljen je kontinuirano. Povećala se točnost kretanja. Početkom osamnaestog stoljeća rubin i safir počeli su se koristiti kao nosači za balanser i zupčanike. Time je smanjeno trenje, povećana točnost i povećana rezerva snage. Pojavile su se zanimljive komplikacije - vječni kalendar, automatsko navijanje, indikator rezerve snage.

Poticaj za razvoj satova s klatnom bio je izum engleskog urara Clementa. Oko 1676. razvio je spuštanje sidro-sidro. Ovaj je uređaj dobro odgovarao satovima s klatnom, koji su imali malu amplitudu osciliranja.

Kvarcni sat

Daljnje usavršavanje instrumenata za mjerenje vremena teklo je poput lavine. Razvoj elektronike i radiotehnike otvorio je put za nastanak kvarcnih satova. Njihov rad temelji se na piezoelektričnom učinku. Otkriven je 1880. godine, ali kvarcni satovi nisu se izrađivali sve do 1937. godine. Novostvoreni kvarcni modeli razlikovali su se od klasičnih mehaničkih nevjerojatnom preciznošću. Počela je era elektroničkih satova. Što ih čini posebnima?

Kvarcni satovi imaju mehanizam koji se sastoji od elektroničke jedinice i tzv. koračnog motora. Kako radi? Motor, koji prima signal od elektroničke jedinice, pomiče strelice. Umjesto uobičajenog brojčanika, kvarcni satovi mogu koristiti digitalni zaslon. Nazivamo ih elektroničkim. Na zapadu - kvarc s digitalnim zaslonom. Ovo ne mijenja suštinu.

Zapravo, kvarcni sat je mini-računalo. Vrlo je jednostavno dodati dodatne funkcije: štopericu, indikator mjesečeve mijene, kalendar, budilicu. Istovremeno, cijena satova, za razliku od mehanike, ne raste toliko. To ih čini dostupnijima.

Kvarcni satovi su vrlo precizni. Njihova pogreška je ±15 sekundi/mjesec. Dovoljno je ispraviti očitanja instrumenta dva puta godišnje.

Digitalni zidni sat

Digitalni prikaz i kompaktnost odlike su ove vrste mehanizma. naširoko se koriste kao integrirani. Mogu se vidjeti na kontrolnoj ploči automobila, u mobilnom telefonu, u mikrovalnoj pećnici i na TV-u.

Kao element interijera često možete pronaći popularniju klasičnu verziju, odnosno s indikatorom na brojčaniku.

Elektronski zidni satovi organski se uklapaju u interijer u visokotehnološkim, modernim i tehno stilovima. Privlače prvenstveno svojom funkcionalnošću.

Prema vrsti zaslona elektronički satovi mogu biti s tekućim kristalima i LED. Potonji su funkcionalniji jer imaju pozadinsko osvjetljenje.

S obzirom na vrstu izvora napajanja, elektronički satovi (zidni i stolni) dijele se na mrežne satove koji se napajaju mrežom od 220V i satove na baterije. Uređaji drugog tipa su prikladniji jer ne zahtijevaju obližnju utičnicu.

Zidni sat sa kukavicom

Njemački majstori počeli su ih izrađivati od početka osamnaestog stoljeća. Tradicionalno su se zidni satovi s kukavicom izrađivali od drveta. Bogato ukrašene rezbarijama i izrađene u obliku ptičje kućice, bile su ukras bogatih dvoraca.

Jedno vrijeme su jeftini modeli bili popularni u SSSR-u i post-sovjetskom prostoru. Dugi niz godina zidne satove s kukavicom marke Mayak proizvodila je tvornica u ruskom gradu Serdobsku. Utezi u obliku češera, kuća ukrašena jednostavnim rezbarijama, papirnati mijeh zvučnog mehanizma - tako su ih se sjećali predstavnici starije generacije.

Danas su klasični zidni satovi s kukavicom prava rijetkost. To je zbog visoke cijene visokokvalitetnih modela. Ako ne uzmete u obzir kvarcne rukotvorine azijskih majstora od plastike, bajkovite kukavice kukaju samo u domovima pravih poznavatelja egzotičnog urarstva. Precizan, složen mehanizam, kožni mijeh, izvrsne rezbarije na kućištu - sve to zahtijeva veliku količinu visokokvalificiranog ručnog rada. Samo najugledniji proizvođači mogu proizvoditi takve modele.

Budilica

Ovo su najčešći “šetači” u interijeru.

Budilica je prva dodatna funkcija koja je ugrađena u sat. Patentirao ga je 1847. Francuz Antoine Redier.

Kod klasične mehaničke stolne budilice zvuk se proizvodi udarcima čekića po metalnim pločama. Elektronički modeli su melodičniji.

Budilice se prema dizajnu dijele na male i velike, stolne i putne.

Stolne budilice izrađuju se sa zasebnim motorima za i signalizaciju. Pokreću se zasebno.

S pojavom kvarcnih satova pala je popularnost mehaničkih budilica. Nekoliko je razloga za to. s kvarcnim mehanizmom imaju brojne prednosti u odnosu na klasične mehaničke uređaje: točniji su, ne zahtijevaju svakodnevno navijanje i lako ih je uskladiti s dizajnom prostorije. Osim toga, lagane su i manje osjetljive na udarce i padove.

Mehanički ručni sat s budilicom obično se naziva "signal". Nekoliko tvrtki proizvodi takve modele. Tako kolekcionari znaju model pod nazivom "Predsjednički cvrčak"

"Cricket" (na engleskom kriket) - pod ovim imenom švicarska tvrtka Vulcain proizvela je ručne satove s funkcijom alarma. Poznati su po tome što su im vlasnici bili američki predsjednici: Harry Truman, Richard Nixon i Lyndon Johnson.

Povijest satova za djecu

Vrijeme je složena filozofska kategorija i ujedno fizikalna veličina koja zahtijeva mjerenje. Čovjek živi u vremenu. Već od vrtića, program obuke i obrazovanja predviđa razvoj vještina orijentacije u vremenu kod djece.

Dijete možete naučiti koristiti sat čim savlada brojanje. Izgledi će vam pomoći u tome. Sat od kartona možete kombinirati sa svojom dnevnom rutinom, stavljajući ga sve na komad Whatman papira za veću preglednost. Možete organizirati aktivnosti s elementima igre, koristeći zagonetke sa slikama.

Povijest u dobi od 6-7 godina proučava se u tematskoj nastavi. Materijal mora biti prezentiran na način da pobudi interes za temu. Djeca se u pristupačnom obliku upoznaju s poviješću satova, njihovim vrstama u prošlosti i sadašnjosti. Zatim učvršćuju stečeno znanje. Da bi to učinili, demonstriraju princip rada najjednostavnijih satova - solarnih, vodenih i vatrenih. Ove aktivnosti kod djece bude interes za istraživanje, razvijaju kreativnu maštu i znatiželju. Njeguju pažljiv odnos prema vremenu.

U školi, u razredima 5-7, proučava se povijest izuma satova. Temelji se na znanju koje je dijete steklo na satovima astronomije, povijesti, geografije i fizike. Na taj način se učvršćuje naučeno gradivo. Satovi, njihov izum i poboljšanje smatraju se dijelom povijesti materijalne kulture, čija su postignuća usmjerena na zadovoljenje potreba društva. Tema lekcije može se formulirati na sljedeći način: "Izumi koji su promijenili povijest čovječanstva."

U srednjoj školi preporučljivo je nastaviti proučavati satove kao asesoar sa stajališta mode i estetike interijera. Važno je upoznati djecu s bontonom i razgovarati o osnovnim principima odabira. Jedan od razreda može se posvetiti upravljanju vremenom.

Povijest izuma satova jasno pokazuje kontinuitet generacija; njegovo proučavanje je učinkovito sredstvo za oblikovanje svjetonazora mlade osobe.

11.01.2017 u 23:25

Povijest nastanka mehaničkih satova jasno pokazuje početak razvoja složenih tehničkih uređaja. Kada je sat izumljen, ostao je veliki tehnički izum nekoliko stoljeća. I dan danas se povjesničari na temelju povijesnih činjenica ne mogu složiti oko toga tko je zapravo prvi izumio mehaničke satove.

Povijest satova

I prije revolucionarnog otkrića - razvoja mehaničkih satova, prvi i najjednostavniji uređaj za mjerenje vremena bio je sunčani sat. Već prije više od 3,5 tisuća godina, na temelju korelacije kretanja Sunca te duljine i položaja sjene predmeta, sunčani satovi bili su najrašireniji uređaj za određivanje vremena. Također, kasnije su se u povijesti pojavile reference na vodene satove, uz pomoć kojih su pokušali prikriti nedostatke i pogreške solarnog izuma.

Nešto kasnije u povijesti pojavile su se reference na satove s vatrom ili satove sa svijećama. Ova metoda mjerenja sastoji se od tankih svijeća, čija je duljina dosezala i do metar, s vremenskom skalom nanesenom duž cijele duljine. Ponekad su uz stranice svijeće bile pričvršćene i metalne šipke, a kada je vosak izgorio, bočne kopče su padajući zadavale karakteristične udarce po metalnoj posudi svijećnjaka - što je označavalo zvučni signal za određeno vrijeme vrijeme. Osim toga, svijeće su pomogle ne samo u određivanju vremena, već su pomogle i pri osvjetljavanju prostorija noću.
Sljedeći, ne beznačajan izum prije mehaničkih instrumenata je pješčani sat, koji je omogućio mjerenje samo kratkih vremenskih razdoblja, ne više od pola sata. Ali, poput vatrenog instrumenta, pješčani sat nije mogao postići točnost sunčanog stakla.
Korak po korak, sa svakim instrumentom, ljudi su razvijali jasniju predodžbu o vremenu, a potraga za savršenim načinom za njegovo mjerenje kontinuirano se nastavila. Izum prvog sata s kotačićem postao je jedinstveno nov, revolucionaran uređaj, a od trenutka njegovog nastanka započela je era kronometrije.

Stvaranje prvog mehaničkog sata

Ovo je sat s kojim se vrijeme mjeri mehaničkim oscilacijama njihala ili vaga-spiralnog sustava. Nažalost, točan datum i imena majstora koji su izumili prvi mehanički sat u povijesti ostaju nepoznati. I ostaje samo okrenuti se povijesnim činjenicama koje svjedoče o fazama stvaranja revolucionarnog uređaja.

Povjesničari su utvrdili da su se mehanički satovi u Europi počeli koristiti na prijelazu iz 13. u 14. stoljeće.
Toranjski sat treba nazvati prvim predstavnikom mehaničke generacije mjerenja vremena. Suština rada bila je jednostavna - jednopogonski mehanizam sastojao se od nekoliko dijelova: glatke drvene osovine i kamena koji je užetom bio vezan za osovinu i tako imao funkciju utega. Pod utjecajem gravitacije kamena uže se postupno odmotavalo i pridonosilo rotaciji osi određujući tijek vremena. Glavna poteškoća takvog mehanizma bila je kolosalna težina, kao i glomaznost elemenata (visina tornja bila je najmanje 10 metara, a težina utega dosegla je 200 kg), što je za sobom povuklo posljedice u obliku velike greške u pokazateljima vremena. Zbog toga su u srednjem vijeku došli do zaključka da rad sata ne bi trebao ovisiti samo o jednom pomicanju utega.
Mehanizam je kasnije nadopunjen s još nekoliko komponenti koje su mogle kontrolirati kretanje - regulator "Bilyanets" (predstavlja metalnu bazu koja se nalazi paralelno s površinom zapornog kotača) i razvodnik okidača (složena komponenta u mehanizmu, s uz čiju pomoć se ostvaruje međudjelovanje reduktora i prijenosnog mehanizma). No, usprkos svim daljnjim inovacijama, toranjski mehanizam je i dalje zahtijevao kontinuirani nadzor, ostajući najtočniji uređaj za mjerenje vremena, čak i bez osvrta na sve njegove nedostatke i velike pogreške.

Tko je izumio mehaničke satove

U konačnici, s vremenom su se mehanizmi toranjskog sata pretvorili u složenu strukturu s mnoštvom automatski pokretnih elemenata, raznolikim sustavom udaranja, kazaljkama i ukrasnim ukrasima. Od tog trenutka sat postaje ne samo praktični izum, već i predmet divljenja – izum tehnologije i umjetnosti u isto vrijeme! Svakako vrijedi istaknuti neke od njih.
Od ranih mehanizama, poput toranjskog sata u Westminsterskoj opatiji u Engleskoj (1288.), u Canterburyjskom hramu (1292.), u Firenci (1300.), nažalost, niti jedan nije uspio sačuvati imena svojih tvoraca, ostajući nepoznati .
Godine 1402. izgrađen je Praški toranj sat, opremljen automatski pokretnim figurama, koje su tijekom svakog zvona prikazivale određeni niz pokreta, personificirajući povijest. Najstariji dio Orloya - mehanički sat i astronomski brojčanik, rekonstruiran je 1410. godine. Svaku komponentu proizveo je urar Mikulas iz Kadánya prema dizajnu astronoma i matematičara Jana Schindela.

Na primjer, urar Giunello Turriano trebao je 1800 kotača da napravi toranjski sat koji je pokazivao dnevno kretanje Saturna, godišnje kretanje Sunca, kretanje Mjeseca, kao i smjer svih planeta u skladu s Ptolemejevim sustavom. svemira i protok vremena tijekom dana.
Svi gore navedeni satovi izumljeni su relativno neovisno jedan o drugom i imali su visoku točnost vremena.
Prvi spomen izuma sata s opružnim motorom nastao je otprilike u drugoj polovici 15. stoljeća. Upravo zahvaljujući ovom izumu sljedeći korak bilo je otkriće manjih varijacija satova.

Prvi džepni sat

Sljedeći korak u revolucionarnim uređajima bio je prvi džepni sat. Novi razvoj pojavio se otprilike 1510. godine zahvaljujući mehaničaru iz njemačkog grada Nürnberga - Peteru Henleinu. Glavna značajka uređaja bila je glavna opruga. Model je pokazivao vrijeme samo jednom kazaljkom, pokazujući približno vremensko razdoblje. Kućište je izrađeno od pozlaćenog mesinga u obliku ovala, što je rezultiralo nazivom "Nürnberško jaje". U budućnosti su urari nastojali ponoviti i poboljšati prema primjeru i sličnosti prvih.

Tko je izumio prvi moderni mehanički sat?

Ako govorimo o modernim satovima, 1657. godine nizozemski izumitelj Christiaan Huygens prvi je upotrijebio njihalo kao regulator sata i time uspio značajno smanjiti pogrešku pokazivanja u svom izumu. U prvom Huygensovom satu dnevna pogreška nije prelazila 10 sekundi (za usporedbu, ranije se pogreška kretala od 15 do 60 minuta). Proizvođač satova uspio je ponuditi rješenje - nove regulatore za težinu i opružne satove. Sada, od ovog trenutka nadalje, mehanizmi su postali mnogo napredniji.
Valja napomenuti da su u svim razdobljima potrage za idealnim rješenjem ostali neizostavan predmet oduševljenja, iznenađenja i divljenja. Svaki novi izum zadivio je svojom ljepotom, napornim radom i mukotrpnim otkrićima za poboljšanje mehanizma. I danas nas urari ne prestaju oduševljavati novim rješenjima u izradi mehaničkih modela, ističući posebnost i preciznost svakog svog uređaja.

Tik-tak, tik-tak - ovo je zvuk kojeg se sjećamo kada pomislimo na sat. Iako velika većina modernih satova gotovo da ne proizvodi nikakav zvuk. Nedavno je gotovo svaki sat proizvodio prepoznatljiv zvuk jer je bio potpuno elektronički, a ne elektronički. Prije je, da bi sat radio, bilo potrebno okrenuti ključ, naviti oprugu, a nakon osluškivanja moglo se čuti kako zupčanici rade. Pa pogledajmo kako zapravo radi staromodni sat s njihalom.

Što je visak?

Visak je štap koji visi okomito i njiše se s jedne na drugu stranu pod utjecajem sile teže. Kao što je otkrio talijanski znanstvenik Galileo Galilei (1564.-1642.), za potpuni zamah njihala potrebno je isto toliko vremena. U teoriji, jedine stvari koje utječu na njihanje su njegova duljina i gravitacija. Za relativno male njihaje, vrijeme (T) koje je potrebno da njihalo napravi jedan potpuni njihaj (poznato kao period) izračunava se iz sljedeće jednadžbe:

Gdje, l je duljina njihala, g je mjera gravitacije (gravitacijsko ubrzanje). Iz ove jednadžbe možete vidjeti da morate učetverostručiti duljinu njihala kako biste udvostručili njihanje.

Kako radi visak?

Njihalo funkcionira tako da kinetičku energiju pretvara u potencijalnu i obrnuto. Kada je visak u svom krajnjem položaju, ima najveću akumuliranu energiju (potencijalnu energiju). Na najnižoj točki, što bliže tlu, potencijalna energija prelazi u kinetičku i tu ima najveću vrijednost. Dakle, njihalo neprestano prenosi potencijalnu i kinetičku energiju jedna u drugu, što je primjer jednostavnog harmonijskog titranja. Kad bi izostalo trenje dodirnih elemenata i otpor medija (zraka), odnosno bili stvoreni idealni uvjeti, visak bi zauvijek oscilirao. Ali u stvarnim uvjetima, uzimajući u obzir gore navedene čimbenike, njihalo se usporava. Ali ono što je vrlo važno za mjerenje vremena je da se čak i sa smanjenjem amplitude titranja vrijeme titranja njihala ne mijenja. Galileo je odmah primijetio ovu korisnu funkciju, ali nikada nije uspio izgraditi sat s njihalom; tek je 1642. godine uspio predstaviti model sata s njihalom. Galileo je svoje radove prenio danskom znanstveniku Christianu Huygensu. Napravio je prvi sat s njihalom 1650.

Kako rade satovi s njihalom?

Gotovo svi satovi s njihalom su konstruirani na sljedeći način: u satovom mehanizmu koji vidite, uteg 1, uz pomoć sajle kroz valjak 2, pokreće sustav kotača. Ova težina daje energiju za sat. Sila se prenosi preko nekoliko pari kotača na kočni kotač 3. Rotacija satnog mehanizma usporava se kao rezultat interakcije kočnog kotača 3 i sidra 4 i regulira se njihalom 5. Kočni kotač pomaknut će se dalje samo ako klatno dovede sidro u položaj u kojem je otpušten kočni zupčanik. Istodobno, drugi kraj sidra prolazi u prostor između zupčanika i time ograničava kretanje kočnog kotača 3 za polovicu duljine zuba. Sada, kada se njihalo kreće u suprotnom smjeru, zub će pritisnuti sidro i prenijeti silu preko šipke na njihalo. U isto vrijeme, njihalo dobiva malu dodatnu energiju, koja kompenzira postojeće gubitke trenja. Ova igra se ponavlja sa svakim pokretom njihala. Dakle, kočni kotač se kreće u skladu s oscilacijama njihala. Preko nekoliko zupčanika povezan je s minutnim zupčanikom 7. Brzine međuzupčanika su koncipirane tako da se minutni zupčanik okrene jednom na sat, t.j. brzinom velike kazaljke spojene na minutni zupčanik. Konačno, zupčanici 8, 9 i 10 koriste se kako bi se mala kazaljka kretala 12 puta sporije od velike. Kombinacija strelica 8, 9 i 10 također se naziva mehanizam prekidača.

Nedostaci satova s klatnom.

Kao što smo već spomenuli, vrijeme osciliranja njihala ovisi o duljini štapa i gravitaciji. Ali duljina metalne šipke može se mijenjati s promjenama temperature, ta je promjena beznačajna, ali će imati učinka tijekom vremena. Isto vrijedi i za silu gravitaciju. Satovi bliže središtu Zemlje, na razini mora i visoko u planinama neće pokazivati isto vrijeme. Također, upotreba satnih njihala na brodu je gotovo nemoguća, ili vrlo teška. Ali svi ti problemi postojali su tek u zoru pojave satova s klatnom. U procesu znanstvenog razvoja svi su problemi riješeni.

Sat s klatnom

http://site/wp-content/uploads/2014/07/1-300x165.jpg

Prvi mehanički sat.

Prvi spomen mehaničkih satova datira s kraja 6. stoljeća. Najvjerojatnije se radilo o vodenom satu koji je imao ugrađen mehanički uređaj za upravljanje dodatnim funkcijama, poput mehanizma za udaranje.

Pravi mehanički satovi pojavili su se u 13. stoljeću u Europi. Još nisu bili dovoljno pouzdani, pa su morali stalno provjeravati vrijeme pomoću sunčanog sata. Njihov satni mehanizam radio je koristeći energiju padajućeg tereta, koji se dugo vremena koristio kao kameni utezi. Da bi se pokrenuo takav sat, trebalo je podići vrlo tešku težinu na znatnu visinu.

Važno je napomenuti da su mehanički satovi stvoreni u 13.-14. stoljeću bili vrlo veliki i korišteni su izuzetno rijetko. Postavljeni su samo u samostanima kako bi se redovnici mogli na vrijeme pripremiti za službe. Monasi su odlučili staviti 12 podjela na krug, od kojih je svaki odgovarao jednom satu. Tek u 16. stoljeću pojavili su se satovi na gradskim zgradama.

U XIV-XV stoljeću nastali su prvi podni i zidni satovi. U početku su bili prilično teški, jer ih je pokretao uteg koji se morao zatezati svakih 12 sati. Takvi satovi su se izrađivali od željeza, a nešto kasnije od mjedi, a dizajnom su bili slični satu na tornju.

U drugoj polovici 15. stoljeća nastaju prvi satovi s opružnim motorom. Izvor energije u takvim satovima bila je čelična opruga, koja je pri odmotavanju okretala kotačiće satnog mehanizma. Prvi stolni opružni sat izradio je nepoznati majstor od bronce. Visina ovog sata bila je pola metra.

Prvi prijenosni opružni satovi bili su izrađeni od mjedi i u obliku okrugle ili četvrtaste kutije. Brojčanik takvog sata bio je vodoravan. Na njemu su u krug postavljene konveksne mjedene kuglice koje su pomogle u određivanju vremena dodirom u mraku. Strijela je napravljena u obliku zmaja ili drugog mitskog bića.

Znanost se nastavila razvijati, a s njom su se usavršavali i mehanički satovi. Prvi džepni satovi pojavili su se u 16. stoljeću. Takvi uređaji bili su vrlo rijetki, pa su ih mogli priuštiti samo bogati ljudi. Vrlo često su džepni satovi bili ukrašeni dragim kamenjem. Ali i tada su nastavili provjeravati vrijeme pomoću sunčanog sata. Neki satovi su čak imali dva brojčanika: mehanički s jedne strane i solarni s druge strane.

Godine 1657. Christiaan Huygens sastavio je mehanički sat s njihalom. Odlikovali su se izuzetnom preciznošću u usporedbi sa svim instrumentima za mjerenje vremena koji su tada postojali. Ako su se prije pojave njihala satovi koji su bili spori ili brzi za 30 minuta dnevno smatrali točnima, sada je pogreška bila ne veća od 3 minute tjedno. Godine 1674. Huygens je poboljšao regulator opružnog sata. Njegov izum zahtijevao je stvaranje kvalitativno novog mehanizma za okidanje. Malo kasnije ovaj je mehanizam izumljen. Postalo je sidro.

Huygensovi izumi postali su rašireni u mnogim zemljama. Urarstvo se počelo aktivno razvijati. Pogreška sata postupno se smanjivala, a mehanizmi su se mogli navijati svakih osam dana.

Zbog sve veće točnosti satova, prvi mehanizmi s minutnom kazaljkom nastali su 1680. godine. Istovremeno se na ploči brojčanika pojavio drugi red brojeva za označavanje minuta, koristeći arapske brojeve. A sredinom 18. stoljeća pojavili su se satovi s drugom kazaljkom.

U to je vrijeme stil rokokoa dominirao u svim vrstama umjetnosti. U urarstvu je njegov utjecaj izražen u raznolikosti oblika satova i korištenih materijala, obilju izrezbarenih uzoraka, svitaka, vanjskih ukrasa od zlata i dragog kamenja. U isto vrijeme u modu su ušli satovi za kočije. Vjeruje se da su se putni satovi ili satovi za kočije pojavili zahvaljujući francuskom mehaničaru i uraru Abraham-Louisu Breguetu.

Najčešće su bili pravokutnog oblika sa staklenim bočnim stijenkama. Na vrhu kućišta bila je pričvršćena mjedena ručka koja je služila za nošenje sata. Sve mjedene površine sata bile su pozlaćene. Vrijedno je napomenuti da je izgled putnih satova ostao gotovo nepromijenjen kroz cijelo stoljeće.

Poboljšanja satnog mehanizma u drugoj polovici 18. stoljeća učinila su satove plosnatijim i manjim. No, unatoč promjenama u izgledu satova, oni su i dalje ostali prerogativ nekolicine odabranih. Tek u drugoj polovici 19. stoljeća počinju se proizvoditi u velikim količinama u Njemačkoj, Engleskoj, SAD-u, a također iu Švicarskoj.

Mehanički satovi razvijali su se najmanje pet stoljeća. Danas se konvencionalno dijele ne samo po vrsti satnog mehanizma (klatno, ravnoteža, vilica za ugađanje, kvarcni, kvantni), već i po namjeni (kućanstvo i posebno).

Satovi za kućanstvo uključuju toranjske, zidne, stolne, ručne i džepne satove. Specijalizirani satovi dijele se ovisno o namjeni. Među njima možete pronaći ronilačke satove, signalne satove, šahovske satove, antimagnetne satove i mnoge druge. Prototip modernih mehaničkih satova je sat s klatnom H. Huygensa, stvoren 1657. godine.

Znanstvenici su pronašli prvi spomen takozvanog mehaničkog sata u drevnim bizantskim tekstovima - datira iz 578. godine.

Dizajn prvih mehaničkih satova bio je jednostavan. Utezi na užetu omotanom okolo
horizontalna osovina, strijele su se spuštale i pomicale pomoću zupčanika.

Mehanički satovi revolucionirali su način određivanja vremena. Usavršavali su se tijekom pet stoljeća.

Sam satni mehanizam bio je vrlo velik, pa su se prvi satovi postavljali na tornjeve. U 11.st U zapadnoj Europi pojavili su se željezni mehanički satovi s jednom kazaljkom i zvonastim zvonom, pokretani masivnim utegom. Pri izlasku sunca stavljali su ih na 0 sati. Zimi se na lanac vješao teški uteg, a ljeti lagani. Što je težina bila veća, to je brže, svladavajući trenje kotača, išao ovaj sat na navijanje bez njihala. Čuvar ih je nekoliko puta dnevno ispravljao po sunčanom satu.

Godine 1288. zvona Westminsterskog željeznog tornja već su bila u uporabi. Brojčanici tog razdoblja imali su samo jednu kazaljku - kazaljku na satu; ti su satovi otkucavali zvono svakog sata

Sat katedrale u Strasbourgu bio je čudo srednjovjekovne tehnologije. Postavljeni su 1354. godine, a nešto kasnije spojeni na zvono koje je zvonilo svaki sat. Na satu se, osim brojčanika sa strelicom, nalazi i cijeli planetarij: rotirajuće zvjezdano nebo, kalendar i zodijak po kojem se kreću planeti. Satovi još nisu imali precizno upravljanje njihalom, te su se morali povremeno korigirati pomoću sunčanog sata.

Godine 1510. njemački mehaničar Henlein prilagodio je čeličnu oprugu mehanizmu sata i napravio prvi džepni sat. Imali su okrugli oblik, kućište je bilo ukrašeno zamršenim uzorcima, zbog čega su se takvi satovi nazivali "Nürnberškim jajima". Bogati ljudi su nabavili takve male satove s mnogo kotačića; mogli su se nositi u novčaniku.

Uvođenje opružnog pogona početkom 16. stoljeća. značajno proširio mogućnosti korištenja mehaničkih satova. Ova vrsta pogona još uvijek prevladava u satovima masovne proizvodnje.

Tada je izumljeno njihalo. Sljedeći korak naprijed bio je sidreni mehanizam. Godine 1657. nizozemski znanstvenik Christiaan Huygens, proučavajući svojstva njihala, izradio je mehanički sat s njihalom.

Predložio je korištenje torzijskog njihala - balansera sa spiralom - kao regulatora oscilacija. Visak se njiše desno i lijevo, ne dopuštajući kotaču da se pri svakom zamahu pomakne za više od jednog zuba. Kasnije su izumljeni satovi s kazaljkama za minute i sekunde. Točnost satova se višestruko povećala, ali je još uvijek bilo nemoguće transportirati takve satove.

Moderna verzija sata s utezima i njihalom.

Nažalost, mehanički satovi na kotačima ispravno su radili samo na kopnu, a do tada su mornari koristili pješčane satove - "pljoske". Morski sat izradio je jorkširski stolar J. Harrison u 18. stoljeću. Kronometar je testirao kapetan James Cook, koji je zahvaljujući njemu sastavio kartu polinezijskih otoka.

Tko je izumio sat s njihalom? Povijest pojave satova. Nedostaci satova s ​​klatnom