21 sierpnia 2019


Profesor Zbigniew Głowacki z Politechniki Poznańskiej na egzaminie z materiałoznawstwa pytał studentów o to, jak działa np. radio. Twierdził, że nie może tak być, aby inżynier przechodził koło skrzynki, która mówi i nie wiedział, dlaczego tak się dzieje. Zegary mają znacznie dłuższą historię niż radio, a wewnątrz skrywają skomplikowane mechanizmy. Niektóre z tych mechanizmów zostały użyte z powodzeniem także w innych maszynach.

Aleksander Łukomski

Zegary towarzyszą nam od początku dziejów. Początkowo były to zegary słoneczne, także klepsydry i zegary wodne. Miały one szereg niedogodności i nie były zbyt dokładne.
W III wieku p.n.e. Grek Ktesibios z Aleksandrii skonstruował udoskonalony zegar wodny, w którym dzięki zastosowaniu samoczynnego regulatora i układowi trzech naczyń przepływu wody uzyskał stałą, równomierną prędkość jej przepływu. W zegarze tym woda wlewała się do naczynia, w którym znajdował się pływak, podnoszący się wraz z jej poziomem. Na pływaku była figurka, która wskazywała na obracającym się bębnie odpowiednią godzinę. Ktesibios zamontował w swoim zegarze dźwiękową i wizualną sygnalizację upływu godzin, uruchamianą za pomocą skomplikowanego mechanizmu złożonego między innymi z kół zębatych, których, być może, użył jako pierwszy konstruktor w historii. Co ciekawe, konstrukcja ta powstała głównie dla określania równego czasu występowania oskarżyciela i obrońcy w procesach sądowych.

wychwyt
Fot.1 Ogólny widok mechanizmu zegara ściennego

Innym bardzo ciekawym zegarem wodnym, już współczesnym, jest zegar w centrum handlowym Europa-Center w Berlinie. Warto wybrać się tam, choćby tylko z powodu tego zegara. Zaprojektowany i zainstalowany przez Francuza Bernarda Gittona w 1982 r., jest on zegarem wodnym z wahadłem. Ustawiony w pionie ma wysokość trzynastu metrów. Jest wykonany ze szkła, z mnóstwa rur, rurek, kul i naczyń. Przelewająca się wieloma rurkami i kulami żółtawa ciecz umożliwia śledzenie obiegu wody. Trzydzieści spłaszczonych kul wskazuje minuty – każda kula wypełnia się cieczą w ciągu dwóch minut, co po trzydziestu napełnieniach daje 60 minut, czyli godzinę. Wtedy wypełnia się jedna z dwunastu większych kul – godzinowych. Dwa razy na dobę, o godzinie pierwszej i trzynastej, wszystkie kule się opróżniają i cykl rozpoczyna się od nowa.
Od najdawniejszych czasów doceniano dokładność czasomierzy, toteż żadnej maszynie uczeni i wynalazcy nie poświęcili tyle badań i doświadczeń co zegarowi. Wynikiem tych działań było wynalezienie na przełomie pierwszego i drugiego tysiąclecia zegara kołowego. Większość historyków uważa, że pierwszy zegar kołowy z wychwytem, czyli hamulcem łopatkowym, zbudował mnich benedyktyński Gerbert, w roku 1000. Był znakomitym uczonym, matematykiem, fizykiem i mechanikiem; późniejszym papieżem Sylwestrem II.
Historia zegarów mechanicznych, a zwłaszcza ich upowszechnienia datuje się w zasadzie od XIII wieku. Później 350 lat trwał rozwój zegarów, od wahadła w 1581 roku do zegara kwarcowego. W roku 1949 powstał jeszcze precyzyjniejszy zegar atomowy, zbyt drogi dla powszechnego użytkownika. Jego dokładność jednak rzadko bywa potrzebna w codziennym życiu.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 4 (139) kwiecień 2019