Dizajn pješčanog sata. Šta je nezgodno kod pješčanog sata? Peščani sat - poklon

Prvi sati su bili... zvjezdani. Na osnovu posmatranja kretanja Mjeseca i Sunca u Mesopotamiji i Egiptu, prije oko 4.000 godina, nastale su metode seksagezimalnog vremenskog sistema.


Nešto kasnije, isti sistem je samostalno nastao u Mezoamerici - kulturnoj regiji Sjeverne i Južna Amerika, koji se proteže od centra modernog Meksika do Belizea. Gvatemala, El Salvador, Nikaragva i sjeverna Kostarika.

Svi ovi drevni satovi, u kojima su „kazalke“ bile sunčeve zrake ili sjene, danas se nazivaju solarnim. Neki naučnici pripisuju građevine kamenih krugova slične Stonehendžu, pronađene u različitim dijelovima svijeta, sunčanim satovima.

Ali megalitske civilizacije (one drevne, one koje su pravile strukture od velikog kamenja bez upotrebe vezivnog rastvora) nisu ostavile za sobom pisane dokaze o praćenju vremena, tako da naučnici moraju da izgrade i dokažu veoma složene hipoteze o razumevanju vremena kao materije i stvarno porijeklo satova.

Izumitelji sunčanih satova zovu se Egipćani i Mezopotamci. Međutim, oni su prvi izračunali vrijeme: godinu su podijelili na 12 mjeseci, dan i noć na 12 sati, sat na 60 minuta, minut na 60 sekundi - uostalom, u Mesopotamiji, odnosno Mesopotamiji, kraljevstvu Babilonije .


To su radili babilonski svećenici koristeći sunčani sat. U početku je njihov instrument bio vrlo jednostavan sat sa ravnim brojčanikom i centralnom šipkom koja je bacala senku. Ali tokom godine, sunce je drugačije zalazilo i izlazilo, a sat je počeo da „laže“.

Sveštenik Beroš je unapredio drevni sunčani sat. Brojčanik sata napravio je u obliku zdjele, tačno ponavljajući vidljivi oblik neba. Na kraju iglene šipke Beroš je prikačio kuglicu, čija je senka merila sate. Put sunca na nebu precizno se odražavao u zdjeli, a na njenim rubovima svećenik je tako pametno napravio oznake da je u svako doba godine njegov sat pokazivao pravo vrijeme. Imali su samo jedan nedostatak: sat je bio beskoristan po oblačnom vremenu i noću.

Berozin sat služio je vekovima. Koristio ih je Ciceron i pronađeni su u ruševinama Pompeja.

Porijeklo pješčanog sata je još uvijek nejasno. Prethodili su im vodeni satovi - klepsidre i vatreni satovi. Pijesak je, prema Američkom institutu (New York), mogao biti izmišljen u Aleksandriji 150. godine prije Krista. e.


Tada njihov trag u istoriji nestaje i pojavljuje se već u ranom srednjem vijeku. Prvo pominjanje pješčanog sata u to vrijeme povezano je sa redovnikom koji je služio u katedrali u Chartresu (Francuska) koristeći pješčani hronometar.

Česti spomeni pješčanih satova počinju oko 14. stoljeća. Većina njih govori o korištenju satova na brodovima, gdje je jednostavno nemoguće koristiti vatru kao mjerače vremena. Kretanje broda ne utiče na kretanje peska između dva plovila, kao što na njega ne utiče ni promena temperature, pa su mornarski pješčani satovi - tikvice - pokazivali točnije vreme u svim uslovima.

Postojalo je mnogo modela pješčanih satova - velikih i malih, koji su služili za razne kućne potrebe: od obavljanja crkvene službe do mjerenja vremena potrebnog za pripremu peciva.

Upotreba pješčanih satova počela je opadati nakon 1500. godine, kada su se počeli aktivno koristiti mehanički satovi.

Informacije o ovom pitanju su kontradiktorne. Ali većina naučnika je sklona vjerovanju da su mehanički satovi prvi stvoreni 725. godine nove ere. e. Kineski majstori Liang Lingzan i Yi Xing, koji su živjeli za vrijeme dinastije Tang.


U satu su koristili mehanizam za izbacivanje tečnosti. Njihov izum su poboljšali majstori Zhang Xisun i Su Song iz Carstva Song (kraj 10. – početak 11. stoljeća).

Međutim, kasnije je u Kini tehnologija propala, ali su je ovladali Arapi. Očigledno, upravo od njih je tečni (živi) mehanizam za sidrenje postao poznat Evropljanima, koji su od 12. stoljeća počeli ugrađivati ​​toranjske satove s mehanizmom za izbacivanje vode/žive.

Sljedeći satni mehanizam su utezi na lancima: pogon kotača pokreće lanac, a hod vretena i balanser folije u obliku klackalice s pokretnim utezima su regulirani. Mehanizam je bio veoma neprecizan.

U 15. veku pojavile su se sprave sa oprugom, što je omogućilo da satovi budu mali i da se koriste ne samo na kulama, već i u domovima, da se nose u džepu, pa čak i na ruci.

Nema tačnih podataka o izumu. Neki izvori navode 1504. godinu i stanovnika Nirnberga, Petera Henleina. Drugi povezuju pojavu ručnih satova sa imenom Blaise Pascal, koji je jednostavno tankim konopcem vezao džepni sat za zapešće.


Njihova pojava datira iz 1571. godine, kada je grof od Lestera kraljici Elizabeti I poklonio narukvicu sa satom. Od tada su ručni satovi postali ženski dodatak, a engleski muškarci usvojili su izreku da je bolje nositi suknju nego sat na ruci.

Postoji još jedan datum - 1790. Vjeruje se da je tada švicarska kompanija Jacquet Droz et Leschaux prva proizvela ručne satove.

Čini se da je sve što je povezano sa satovima nekako misteriozno skriveno ili vremenom ili istorijom. To vrijedi i za elektronske satove, za čiji izum ima nekoliko kandidata.


Čini se da je “bugarska verzija” najvjerovatnija. Bugarin Petir Dimitrov Petrov je 1944. otišao na studije u Nemačku, a 1951. u Toronto. Talentovani inženjer postaje učesnik NASA-inih programa i 1969. godine, koristeći svoje znanje o svemirskoj tehnologiji, kreira punjenje za prvi elektronski sat, Pulsar.

Sat proizvodi Hamilton Watch Company, a najautoritativniji stručnjak za satove G. Fried naziva njegov izgled „najznačajnijim skokom naprijed otkako je opruga za kosu izumljena 1675. godine“.

Datum nastanka prvog pješčanog sata nije poznat. Međutim, princip pješčanog sata bio je dobro poznat u Aziji ranije od početka naša hronologija.

Zapadnoevropske zemlje počele su da se bave pješčanim satovima tek krajem srednjeg vijeka. Evo pješčanog sata Erazma Roterdamskog:

Uprkos činjenici da se pješčani sat pojavio kasno u Evropi, brzo se proširio. To je olakšala njihova jednostavnost, pouzdanost, niska cijena i na kraju, ali ne i najmanje važno, mogućnost da ih koristite za mjerenje vremena u bilo kojem trenutku dana ili noći. Nedostatak je bio kratak vremenski interval koji se mogao izmjeriti bez okretanja ovog sata.

Tipično, pješčani satovi su dizajnirani da rade pola sata ili sat. Manje uobičajeni bili su pješčani satovi dizajnirani za kontinuirano mjerenje vremena 3 sata, a samo u vrlo rijetkim slučajevima napravljeni su ogromni pješčani satovi dizajnirani da rade 12 sati.

Precizniji satovi se ponekad sastojali ne od jedne, već od nekoliko odvojenih posuda.
Preciznost pješčanog sata ovisila je o tehnologiji izrade samog pijeska, također o obliku tikvica, te o glatkoći njihovih unutrašnjih stijenki.

Razvoj proizvodnje stakla omogućio je proizvodnju tikvica sa glatkim unutrašnjim zidovima, što je omogućilo da pijesak što ravnomjernije teče od vrha ka dnu.

U stara vremena, priprema pijeska za satove smatrala se zadatkom koji je zahtijevao posebnu vještinu. Pravio se od spaljenog sitnozrnastog pijeska ili od prženih mljevenih ljuski jaja, ili od prašine cinka i olova.

Godine 1339. u Parizu je otkriven opis pješčanog sata koji sadrži prah od crnog mramora. Rekli su da se najbolji pijesak dobija od mermerne piljevine ako se devet puta prokuha s vinom, svaki put skine pjenu, a zatim osuši na suncu.

Peščani sat nikada nije postigao točnost sunčanog sata jer su se zrnca pijeska postepeno drobila u sitnija, a rupa u sredini se postepeno trošila i postajala sve veća.

Peščani sat je, zbog svog oblika i lakoće rada, donedavno zadržao određeni značaj, na primjer, koristile su ih telefonske centrale za bilježenje vremena kratkih telefonskih razgovora, u sudnicama i za neke kućne potrebe.

Peščani sat je bio od velike važnosti na brodovima: po oblačnom vremenu, kada je bilo nemoguće odrediti vrijeme po nebeskim tijelima, prepoznavao se po pješčanom satu. Na ruskim brodovima zvali su se "čuve". Svakih pola sata, kada bi se “čuva” prevrnula, zvonilo je zvono. Odatle je, u stvari, došao izraz “udari u zvona” Youngovi su odmjerili vremenske periode od pola sata i udarili u zvono.

Ranije su ljudi čak nosili pješčani sat na nozi, pričvršćujući ga za nogu ispod koljena. Najbolji pijesak za takve satove bio je napravljen od drobljenog mramora.

Tokom stotina godina, pokušavali su se poboljšati pješčani sat. Tako je astronom Tycho Brahe zamijenio pijesak živom. Stéphane Farfler i Grollier de Servier napravili su opružne mehanizme za okretanje sata. Ali sve ove inovacije nisu zaživjele. Ali ljudi i danas koriste najjednostavniji pješčani sat.

A donedavno, pješčane satove su liječnici koristili za brojanje pulsa pacijenta. Napravljeni su u obliku kompaktne olovke i bili su dizajnirani da traju do 30 sekundi.

Zanimljiv pješčani sat postavljen je na ulici Mainz u Njemačkoj:

A evo još jednog "radoznalog" pješčanog sata. Staklena posuda je napunjena tečnošću visoke gustine i supstancom malih čestica čija je gustina znatno niža od tečnosti. Ovaj sat radi u "obrnutom" smjeru (odozdo prema gore).

Čestice su lakše, akumuliraju se u tečnosti u gornjem delu posude. Nakon preokretanja, čestice teže prema gore, provlačeći se kroz usku prevlaku, a nakon nekog vremena ponovo se sklapaju u gornjem dijelu.

Još u davna vremena, mnogo prije početka naše ere, ljudi su već znali koliko je vrijeme i mogli su ga odrediti po zvijezdama, suncu, cvijeću i ponašanju životinja.

Prvi sat, koji je po našem mišljenju svojevrsni “proboj” u vremenu, jeste sunčani sat. Takav sat je bio šipka (štap) zabodena u zemlju, oko koje su se stavljali brojevi. Štap je bacao senku od sunca koje se kreće po nebu na brojeve, zbog čega je bilo moguće saznati trenutno vreme. Dugo su se usavršavali (do 15. vijeka), ali su imali značajne nedostatke. Loša strana ovakvih satova je što ne možete uvijek vidjeti sunce na nebu (zbog oblaka, na primjer), što znači da će sat prestati da radi na neko vrijeme. Takođe, vrijeme se moglo odrediti samo danju - noću sat nije radio.

Dakle, ljudi su tražili alternativu. Sunčani sat je zamijenjen vode (clepsydra). Bile su to šuplje posude s rupom na dnu. Vrijeme se može odrediti količinom vode koja ravnomjerno izlazi iz njega. Rodno mjesto takvih satova je Bliski istok. Arapske klepsidre imale su visoku funkcionalnost i bile su kompletno umjetničko djelo. Riješili su problem sunčanih satova i ljudi su ih dugo koristili.

Izgled Vatrogasni sati naučnici ga datiraju u 13. vek. Po principu rada bili su slični klepsidri, samo što je umjesto posude s vodom korištena duga svijeća. Kako je svijeća gorjela, tragovi naneseni na nju na određenoj udaljenosti nestali su. Vremenom su oznakama dodane metalne šipke. Kada je oznaka izgorela, pala je na istu metalnu posudu i začuo se zvuk. Ova metoda je bila neka vrsta budilnika.

Peščani sat

Sljedeći korak je bio pješčani sat. Napravljene su od dvije staklene tikvice povezane tankim grlom. Pijesak se sipao iz jedne tikvice u drugu, što je postalo princip njihovog rada. Satovi su postali ne samo uređaj za mjerenje vremena, već i ukras za kuće plemića, službenika i bojara. Nedostaci pješčanog sata:

• Sat je mogao da radi samo kratko vreme. Obično nije prelazio nekoliko sati.
• Za normalan i stalan rad, sat se morao nakon kratkog vremena okrenuti kako bi pijesak ponovo počeo da ispada.
• Visoka cijena takvih satova također se osjetila. Satovi su bili napravljeni od stakla, što je u antičko doba bio kuriozitet. Osim toga, često su bili ukrašeni skupim metalima i kamenjem.

Peščani sat završava eru "jednostavnih" satova i ustupa mjesto mehaničkim, a potom i elektronskim satovima, koji su čitava nauka.

Ljudi su počeli da mere vreme davno. U tu svrhu voda i sunčeva svetlost, kasnije energija zrna peska, mehanička sila opruga, a danas najčešće vibracije piezokristala.

Nekada je jedan od glavnih uređaja za mjerenje vremena bio pješčani sat. Pouzdano je poznato da je princip njihove konstrukcije bio poznat u Aziji mnogo ranije prije početka naše hronologije. Međutim, u antičkom svijetu, uprkos referencama na satove za flaše i pokušajima da se napravi staklo, nije napravljen pješčani sat. U Evropi su se pojavili u srednjem vijeku.

Dokumentovano je da se u 14. veku za proizvodnju pješčanih satova koristio pijesak od mermerne, olovne ili cinkove prašine, kvarca, kao i od ljuske jajeta. Što je staklo glađe, to je veća tačnost poteza. Zavisilo je i od samog pijeska i od oblika posuda. Prisutnost dijafragme omogućila je regulaciju broja i, shodno tome, brzine izlivanja zrna pijeska. Istina, u to vrijeme majstori nikada nisu mogli postići točnost i izdržljivost pješčanog sata zbog mehaničkog uništavanja zrna.

Vremenski interval za koji je sat računan obično se kretao od nekoliko sekundi do jednog sata, rijetko nekoliko sati. Međutim, postoje izuzeci koji se nalaze u Budimpešti (Mađarska) i Nimesu (Japan). Ovaj pješčani sat doseže visinu od nekoliko metara, a ciklus mu je godinu dana.

Dugo vremena, brodovi su koristili pješčane satove od 30 sekundi za mjerenje brzine i polusatne za mjerenje vremena gledanja. Korišteni su i 30-minutni hronometri sudske rasprave, a trideset druge - u medicini.

U istoriji pješčanih satova bilo je mnogo pokušaja da se oni poboljšaju, na primjer, korištenjem opružnih mehanizama za njihovo prevrtanje ili zamjenom zrna pijeska živom. Ali sve ove inovacije nisu zaživjele, a moderni satovi su isti kao i prije nekoliko stoljeća.

Danas malo ljudi koristi pješčane satove za mjerenje vremena, ali mnogi ljudi ih susreću kao simbol. Dakle, kod korisnika Microsoft Windows operativnog sistema, ovo se dešava sa svakom sesijom, pokazivač miša se jednostavno pretvara u peščani sat koji se prevrće, što ukazuje da je sistem zauzet.

Peščani sat u drvenoj kutiji.

Peščani sat- najjednostavniji uređaj za brojanje vremenskih intervala, koji se sastoji od dvije prozirne posude povezane uskim grlom, od kojih je jedna djelomično ispunjena pijeskom. Vrijeme potrebno da se pijesak izlije kroz vrat u drugu posudu može biti od nekoliko sekundi do nekoliko sati.

Istorija i modernost

Jedan od prvih pomena takvog sata je poruka otkrivena u Parizu, koja sadrži upute za pripremu finog pijeska od crnog mermernog praha, kuhanog u vinu i sušenog na suncu. Takođe se koristio u Vizantijskom carstvu u 10. veku

Trenutno se pješčani satovi koriste u nekim medicinskim procedurama, u fotografiji, ali i kao suveniri.

U Windows operativnim sistemima, simbol pješčanog sata na koji pokazuje pokazivač miša koristi se za označavanje da je sistem zauzet.

⌛ je simbol pješčanog sata u Unicode-u (HOURGLASS, kod U+231B).

Prednosti

Jednostavnost dizajna.

Nedostaci

Nedostatak pješčanog sata je kratak vremenski interval koji se njime može mjeriti. Satovi koji su postali široko rasprostranjeni u Evropi obično su bili dizajnirani da rade pola sata ili sat. Bilo je satova koji su radili 3 sata, vrlo rijetko - 12 sati. Da bi se povećao interval mjerenja, kompleti pješčanih sati su sastavljeni u jednom kućištu (futroli).

Točnost pješčanog sata ovisi o ujednačenoj granularnosti i protočnosti pijeska, obliku tikvice i kvaliteti njene površine. Tikvice su napunjene žarenim sitnozrnim pijeskom, prosijane kroz fino sito i dobro osušene. Kao polazni materijali korišteni su i mljevene ljuske jaja, cink i olovna prašina. Dugotrajnom upotrebom, tačnost pješčanog sata se pogoršava zbog pijeska koji oštećuje unutrašnju površinu sijalice, povećava promjer otvora u dijafragmi između sijalica i drobi zrnca pijeska u manja.