Рычаг, блок и наклонная плоскость 1 страница

Уже в глубокой древности для подъема тяжестей человек начал применять простые механизмы: рычаг, ворот и наклонную плоскость. Позднее к ним прибавились еще винт и блок. Эти несложные приспособления разрешали многократно расширить мускульные упрочнения человека и совладать с этими тяжестями, каковые при вторых событиях были бы совсем неподъемными.

Принцип действия несложных механизмов прекрасно известен.

К примеру, в случае если необходимо втащить груз на определенную высоту, неизменно легче воспользоваться пологим подъемом, чем крутым. Причем, чем положе уклон, тем легче выполнить эту работу. Эта сообщение имеет четкое математическое выражение.

В случае если наклонная плоскость имеет угол d, то втащить груз по ней будет в 1/sin d раз легче, чем поднять его вертикально.

В случае если угол образовывает 45 градусов, отечественное упрочнение будет в 1, 5 раза меньше, в случае если 30 градусов — в 2 раза меньше, при угле в 5 градусов мы израсходуем в 11 раз меньше упрочнений, а при угле в 1 градус — в 57 раз! Действительно, все, что выигрывается в силе, теряется в расстоянии, потому что во какое количество раз значительно уменьшается отечественное упрочнение, во столько же раз возрастает расстояние, на которое нужно будет тащить груз.

Но в тех случаях, в то время, когда расстояние и время не играются громадной роли, а ответственна сама цель — поднять груз с мельчайшим упрочнением, наклонная плоскость оказывается незаменимым ассистентом. Вторым несложным механизмом — рычагом — отечественные далекие предки всегда пользовались чтобы приподнимать и сдвигать с места бревна и тяжёлые камни. Рычаг разрешает достигнуть многократного выигрыша в силе самыми несложными и дешёвыми средствами.

Положив долгий и крепкий шест на обрубок полена (опору) и подсунув второй финиш его под камень, человек превращал шест в несложный рычаг. В данной ситуации на камень начинали функционировать два вращающих момента, один от веса камня, а второй — от руки человека. Чтобы камень сдвинулся с места, «подталкивающий» момент от мускульной силы человека должен быть больше «прижимающего» от веса камня.

Момент, как мы знаем, равен произведению приложенной силы на длину плеча рычага (в этом случае плечо — это расстояние от финиша шеста (точки приложения силы) до полена (точки опоры)). Легко подсчитать, что в случае если плечо, на которое давит человек в 15?20 раз дольше того, которое подсунуто под камень, то сила человека соответственно также возрастает в 15?20 раз. Другими словами человек, не весьма напрягаясь, может переместить камень весом в тонну!

Неподвижный блок — третий механизм, взявший распространение в древности — является колесомс желобом, ось которого жестко прикреплена к стенке либо потолочной балке. Перекинув через колесо веревку и прикрепив ее противоположный финиш к грузу, возможно поднять его на высоту крепления блока. Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, но предоставляет возможность поменять ее направление, что обычно при подъеме тяжестей также имеет огромное значение.

При всей собственной примитивности простые механизмы многократно расширяли возможности старого человека. Чтобы убедиться в этом, достаточно отыскать в памяти о огромных постройках древних египтян. К примеру, пирамида Хеопса имела высоту 146 м. Подсчитано, что для ее возведения потребовалось 23300000 каменных глыб, любая из которых весила в среднем около 2, 5 тысячь киллограм.

Но и это был не предел — при постройке храмов египтяне транспортировали, поднимали и устанавливали статуи и колоссальные обелиски, вес которых составлял сотни и десятки тысячь киллограм! Какие конкретно же механизмы применяли эти древние строители чтобы поднимать на огромную высоту статуи и исполинские глыбы? Выясняется, все это возможно сделать посредством тех же несложных устройств — блока, наклонной плоскости и рычагов.

каменные глыбы и Колоссальные статуи перетаскивались на массивных салазках, каковые тянуло много людей. Любой из трудившихся имел веревку, переброшенную через плечо. Под салазки подкладывались катки, каковые по окончании протаскивания груза подбирались и опять подкладывались под полозья.

Для преодоления препятствий салазки приподнимались посредством рычагов. В качестве них употребляли стесанные бревна.

Упорами помогали намерено изготовленные клинья различного размера. Работа сопровождалась музыкой. Главным подъемным приспособлением египтян была наклонная плоскость — рампа.

Остов рампы, другими словами ее перегородки и боковые стороны, на маленьком расстоянии друг от друга пересекавшие рампу, строились из кирпича; вакуумы заполнялись ветвями и тростником. По мере роста пирамиды рампа надстраивалась. По этим рампам камни тащили на салазках таким же образом, как и по земле, помогая себе наряду с этим рычагами.

Угол наклона рампы был весьма малым — 5 либо 6 градусов.

Так, к примеру, наклонная дорога к пирамиде Хафра при высоте подъема в 46 метров имела длину около полукилометра. Соответственно для сооружения более высоких пирамид приходилось строить рампу еще дольше.

К иным приемам прибегали при подъеме долгих каменных статуй и глыб. Для этого использовали блоки. Но поднять посредством блоков огромные камни, какими являлись обелиски до 300 тысячь киллограм весом и огромные статуи царей, достигавшие 1000 тысячь киллограм веса, нереально. Для установки таких обелисков и статуй приходилось проводить большую подготовительную работу.

В качестве подъемного приспособления тут снова выступала наклонная плоскость — рампа.

В первую очередь по обе стороны пьедестала возводились каменные стенки. К одной из них пристраивалась наклонная плоскость, высотой немного меньше, чем высота устанавливаемого обелиска. Все четыре стенки рампы образовывали как бы кирпичный колодец.

В одной из его стен на уровне почвы делался сквозной коридор.

Весь обьем в засыпалось песком. После этого по наклонной плоскости втаскивали основанием вперед законченный обелиск. Затем через коридор в стенке начинали выносить песок, и обелиск под собственной тяжестью начинал медлено опускаться на пьедестал, неспешно принимая вертикальное положение.

По окончании установки стенки и рампа разбирались.

Обширно используя рычаг и наклонную плоскость, древние египтяне, думается, не вспоминали о законах, каковые лежат в базе несложных механизмов. По крайней мере, до нас не дошло ни одного вавилонского либо египетского текста с описанием их действия. Эту работу совершили лишь ученые Старой Греции.

Хорошие расчеты действия рычага, блока и наклонной плоскости принадлежат выдающемуся древнему механику Архимеду из Сиракуз. Архимед изучил механические особенности подвижного блока и применил его на практике.

По свидетельству Афинея, «для спуска на воду громадного корабля, выстроенного сиракузским тираном Гиероном, придумывали большое количество способов, но механик Архимед один сумел переместить корабль посредством немногих людей; Архимед устроил блок и при помощи него спустил на воду огромный корабль; он первый придумал устройство блока». Из этого свидетельства видно, что Архимед не только изучил свойства несложных механизмов, но и сделал следующий ход — начал сооружать на их базе более сложные автомобили, преобразующие и усиливающие перемещение.

Быть может, что корабль ему удалось сдвинуть с помощью совокупности подвижных и неподвижных блоков (аналогичной современным талям), применяя каковые возможно многократно расширить прилагаемое упрочнение. В то время, когда на родной город Архимеда напали римляне, он применил собственные знания в военной технике. По его чертежам сиракузяне выстроили множество самых разнообразных боевых автомобилей.

Среди них были метательные орудия; поворотные краны, низвергавшие на римские суда огромные камни; привязанные к цепям металлические лапы, каковые захватывали и переворачивали вражеские суда.

МЕЛЬНИЦА

Первыми инструментами для измельчения зерна в муку были пестик и каменная ступка. Некоторым шагом вперед если сравнивать с ними явился способ перетирания зерна вместо толчения. Люди весьма не так долго осталось ждать убедились, что при перетирании мука получается значительно лучше.

Но это кроме этого была очень изнурительная работа. Громадным усовершенствованием стал переход от перемещения терки вперед и назад к вращению.

Пестик сменился плоским камнем, что двигался по плоскому каменному блюду. От камня, что перетирает зерно, было уже легко перейти к жернову, другими словами вынудить один камень скользить при вращении По другому. Зерно понемногу подсыпалось в отверстие в середине верхнего камня жернова, попадало в пространство между верхним и нижним камнем и растиралось в муку.

Эта ручная мельница взяла самое широкое распространение в Греции и Риме. Конструкция ее весьма несложна. Основанием мельницы служил камень, выпуклый посередине. На его вершине размешался металлический штифт.

Второй, поворачивающийся камень имел два колоколообразных углубления, соединенных между собой отверстием. Снаружи он напоминал песочные часы и был в пустой.

Данный камень насаживали на основание. В отверстие вставлялась металлическая полоса. При вращении мельницы зерно, попадая между камнями, перетиралось.

Мука планировали у основания нижнего камня. Подобные мельницы были самых различных размеров: от мелких, наподобие современных кофемолок, до громадных, каковые приводили во вращение два раба либо осел. С изобретением ручной мельницы процесс размалывания зерна облегчился, но по?прошлому оставался трудоемким и тяжелым делом.

Не просто так, как раз в мукомольном деле появилась первая в истории машина, трудившаяся без применения мускульной силы человека либо животного.

Речь заходит о водяной мельнице. Но сперва древние мастера должны были изобрести водяной двигатель.

Древние водяные автомобили?двигатели развились, по?видимому, из поливальных автомобилей чадуфонов, при помощи которых поднимали из реки воду для орошения берегов. Чадуфон воображал собой последовательность черпаков, каковые насаживались на обод громадного колеса с горизонтальной осью. При повороте колеса нижние черпаки погружались в воду реки, после этого поднимались к верхней точке колеса и опрокидывались в желоб.

Сперва такие колеса вращались вручную, но в том месте, где воды мало, а бежит она по крутому руслу скоро, колесо стали снабжать особыми лопатками. Под напором течения колесо вращалось и само черпало воду. Оказался несложный насос?автомат, не требующий для собственной работы присутствия человека. Изобретение водяного колеса имело огромное значение для истории техники.

В первый раз человек взял в собственный распоряжение надежный, универсальный и весьма простой в собственном изготовлении двигатель.

Скоро стало очевидным, что перемещение, создаваемое водяным колесом, возможно применять не только для качания воды, но и для других нужд, к примеру, для перемалывания зерна. В равнинных местностях скорость течения рек мелка чтобы вращать колесо силой удара струи. Для нужного напора стали запруживать реку, искусственно поднимать уровень воды и направлять струю по желобу на лопатки колеса.

Но изобретение двигателя сходу породило другую задачу: как именно передать перемещение от водяного колеса тому устройству, которое должно выполнять нужную для человека работу? Для этих целей был нужен особый передаточный механизм, что имел возможность бы не только передавать, но и преобразовывать вращательное перемещение. Разрешая эту проблему, древние механики снова обратились к идее колеса.

Несложная колесная передача трудится следующим образом. Представим себе два колеса с параллельными осями вращения, каковые хорошо соприкасаются собственными ободьями. В случае если сейчас одно из колес начинает вращаться (его именуют ведущим), то благодаря трению между ободьями начнет вращаться и второе (ведомое).

Причем пути, проходимые точками, лежащими на их ободьях, равны. Это справедливо при всех диаметрах колес.

Значит, большее колесо будет делать по сравнению со связанным с ним меньшим во столько же раз меньше оборотов, во какое количество раз его диаметр превышает диаметр последнего. В случае если мы поделим диаметр одного колеса на диаметр другого, то возьмём число, которое именуется передаточным отношением данной колесной передачи. Представим себе передачу из двух колес, в которой диаметр одного колеса вдвое больше, чем диаметр второго.

В случае если ведомым будет большее колесо, мы можем посредством данной передачи вдвое расширить скорость перемещения, но наряду с этим вдвое уменьшится крутящий момент. Такое сочетание колес будет комфортно в том случае, в то время, когда принципиально важно взять на выходе громадную скорость, чем на входе. В случае если, наоборот, ведомым будет меньшее колесо, мы утратим на выходе в скорости, но крутящий момент данной передачи будет в два раза больше.

Эта передача эргономична в том месте, где требуется «усилить перемещение» (к примеру, при подъеме тяжестей). Так, используя совокупность из двух колес различного диаметра, возможно не только передавать, но и преобразовывать перемещение. В настоящей практике передаточные колеса с ровным ободом практически не употребляются, поскольку сцепления между ними не хватает твёрдые, и колеса проскальзывают.

Данный недочёт возможно устранить, в случае если вместо ровных колес применять зубчатые. Первые колесные зубчатые передачи показались около двух тысяч лет назад, но широкое распространение они взяли существенно позднее. Дело в том, что нарезка зубьев требует громадной точности.

Чтобы при равномерном вращении одного колеса второе вращалось также равномерно, без остановок и рывков, зубцам нужно придавать особенное очертание, при котором обоюдное перемещение колес совершалось бы так, как словно бы они перемещаются приятель по приятелю без скольжения, тогда зубцы одного колеса будут попадать во впадины другого. В случае если зазор между зубьями колес будет через чур велик, они начнут ударяться приятель о приятеля и скоро обломаются.

В случае если же зазор через чур мелок — зубья врезаются приятель в приятеля и крошатся. изготовление и Расчёт зубчатых передач представляли собой непростую задачу для древних механиков, но уже они оценили их удобство. Так как разные комбинации шестеренок, и их соединение с некоторыми вторыми передачами давали огромные возможности для преобразования перемещения.

К примеру, по окончании соединения зубчатого колеса с винтом, получалась червячная передача, передающая вращение из одной плоскости в другую. Используя конические колеса, возможно передать вращение под любым углом к плоскости ведущего колеса. Соединив колесо с зубчатой линейкой, возможно преобразовать вращательное перемещение в поступательное, и напротив, а присоединив к колесу шатун, приобретают возвратно?поступательное перемещение.

Для расчета зубчатых передач в большинстве случаев берут отношение не диаметров колес, а отношение числа зубьев ведущего и ведомого колес. Довольно часто в передаче употребляется пара колес. При таких условиях передаточное отношение всей передачи будет равняется произведению передаточных взаимоотношений отдельных пар.

В то время, когда все затруднения, которые связаны с преобразованием и получением перемещения, были благополучно преодолены, показалась водяная мельница. В первый раз ее детальное устройство обрисовано архитектором и древнеримским механиком Витрувием.

Мельница в древнюю эру имела три главные составные части, соединенные между собой в единое устройство: 1) двигательный механизм в виде вертикального колеса с лопатками, вращаемого водой; 2) передаточный механизм либо трансмиссию в виде второго вертикального зубчатого колеса; второе зубчатое колесо вращало третье горизонтальное зубчатое колесо — шестерню; 3) аккуратный механизм в виде жерновов, верхнего и нижнего, причем верхний жернов был насажен на вертикальный вал шестерни, при помощи которого и приводился в перемещение. Зерно сыпалось из воронкообразного ковша над верхним жерновом.

Создание водяной мельницы считается ответственной вехой в истории техники. Она стала первой машиной, взявшей использование в производстве, собственного рода вершиной, которую достигла древняя механика, и исходной точкой для технических поисков механики Восстановления. Ее изобретение было первым робким шагом на встречу к машинному производству.

БУМАГА

Изобретателями бумаги были китайцы. И это не просто так. Во?первых, Китай уже в глубокой древности славился собственной сложной системой и книжной премудростью бюрократического управления, потребовавшей от государственныхы служащих постоянной отчетности. Исходя из этого тут постоянно ощущалась потребность в недорогом и компактном материале для письма.

До изобретения бумаги в Китае писали либо на бамбуковых дощечках, либо на шелке.

Но шелк был неизменно весьма дорогим, а бамбук — весьма громоздким и тяжелым. (На одной дощечке помещалось в среднем 30 иероглифов. Легко представить, сколько места должна была занимать такая бамбуковая «книга». Не просто так пишут, что для перевозки некоторых произведений требовалась целая телега.) Во?вторых, одни лишь китайцы продолжительное время знали секрет производства шелка, а бумажное дело именно и развилось из одной технической операции обработки шелковых коконов.

Эта операция заключалась в следующем. Дамы, занимавшиеся шелководством, варили коконы шелкопряда, после этого, разложив их на циновку, опускали в воду и перетирали до образования однородной массы. В то время, когда массу вынимали и отцеживали воду, получалась шелковая вата.

Но по окончании таковой механической и тепловой обработки на циновках оставался узкий волокнистый слой, преобразовывавшийся по окончании просушки в страницу весьма узкой бумаги, пригодной для письма. Позднее работницы стали использовать бракованные коконы шелкопряда для целенаправленного изготовления бумаги. Наряду с этим они повторяли уже привычный им процесс: варили коконы, промывали и измельчали до получения бумажной массы, наконец, высушивали оказавшиеся страницы.

Такая бумага именовалась «ватной» и стоила достаточно дорого, поскольку дорого было само сырье.

Конечно, что в итоге появился вопрос: возможно ли бумагу делать лишь из шелка либо для изготовление бумажной массы может подойти любое волокнистое сырье, а также растительного происхождения? В 105 г. некто Цай Лунь, серьёзный государственный служащий при дворе ханьского императора, приготовил новый сорт бумаги из ветхих рыбацких сетей. По качеству она не уступала шелковой, но была существенно дешевле.

Это серьёзное открытие имело огромные последствия не только для Китая, но и для всей земли — в первый раз в истории люди взяли высококлассный и дешёвый материал для письма, равноценной замены которому нет и сейчас. Имя Цай Луня исходя из этого по праву входит в число имен величайших изобретателей в истории .

В последующие столетия в процесс изготовления бумаги было внесено пара ответственных усовершенствований, благодаря чему оно стало скоро развиваться. В четвертом веке бумага совсем вытеснила из потребления бамбуковые дощечки. Новые испытания продемонстрировали, что бумагу возможно делать из недорогого растительного сырья древесной коры, бамбука и тростника.

Последнее было особенно принципиально важно, поскольку бамбук произрастает в Китае в огромном количестве.

Бамбук расщепляли на узкие лучинки, замачивали с известью, а взятую массу вываривали после этого в течение нескольких дней. Отцеженную гущу выдерживали в особых ямах, шепетильно размалывали особыми билами и разбавляли водой до образования клейкой, кашицеобразной массы. Эту массу зачерпывали посредством особой формы бамбукового сита, укрепленного на подрамнике.

Узкий слой массы вместе с формой клали под пресс. После этого форма вытаскивалась и под прессом оставался лишь бумажный лист. Спрессованные страницы снимали с сита, складывали в кипу, сушили, разглаживали и резали по формату.

С течением времени китайцы достигли высочайшего мастерства в изготовлении бумаги. в течении нескольких столетий они, по собственному обыкновению, шепетильно хранили секреты бумажного производства. Но в первой половине 50-ых годов VIII века на протяжении столкновения с арабами в предгорьях Тянь?Шаня пара китайских мастеров попали в плен.

От них арабы обучились сами делать бумагу и в течение пяти столетий весьма выгодно сбывали ее в Европу.

Европейцы были последними из цивилизованных народов, каковые обучились сами изготавливать бумагу. Первыми это мастерство переняли от арабов испанцы. В первой половине 50-ых годов двенадцатого века бумажное производство было налажено в Италии, в 1228?м — в Германии, в 1309?м — в Англии.

В последующие столетия бумага взяла во всем мире широчайшее распространение, неспешно завоевывая все новые и новые сферы применения. Значение ее в нашей жизни столь громадно, что, согласно точки зрения известного французского библиографа А. Сима, отечественную эру возможно с полным правом назвать «бумажной эрой».

МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ

Создание механических часов имело огромное значение для истории техники. Дело кроме того не столько в том, что люди взяли в собственный распоряжение эргономичный прибор для измерения времени. Влияние этого изобретения было несравненно шире.

Часы стали первым автоматом, созданным для практических целей и взявшим повсеместное распространение. Целых три столетия они оставались самым сложным техническим устройством и, наподобие магнита, притягивали к себе творческую идея механиков.

Не было второй таковой области техники, где было бы приложено столько очень способной изобретательности, остроумия и знания, как при усовершенствовании и создании часового механизма. Исходя из этого не будет громадным преувеличением заявить, что XIV?XVII века в истории техники прошли под знаком часов. Для самой техники и ее творцов это было время возмужания.

Если сравнивать с прошлыми примитивными устройствами часы стали как бы громадным качественным шагом вперед. Создание их потребовало сложных кропотливого труда и расчётов, новых материалов и особых инструментов, они давали красивую возможность для практики и соединения науки. Многие конструкторские идеи, взявшие позже распространение в других отраслях техники, были сначала опробованы в часах, а для многих механизмов, созданных в последующие времена, часы послужили примером.

Они явились как бы умелой моделью всего механического мастерства по большому счету. Тяжело назвать еще какое?или устройство, давшее столь богатое поле для работы людской мысли.

Разные устройства для измерения времени создавались уже в глубокой древности. Яркими предшественниками механических часов, подготовившими их изобретение, были водяные часы. В сложных водяных часах уже употреблялись циферблат с перемещающейся по нему стрелкой, груз в качестве движущей силы, колесные передачи, марионетки и механизм боя, разыгрывавшие разные сцены.

Так, к примеру, настоящим техническим шедевром собственного времени были водяные часы, подаренные Карлу Великому халифом Гаруном?аль?Рашидом. Богато украшенные, они имели часовой каждый час и циферблат провозглашали звуковым ударом железного шара, что выскакивал на декоративную решетку. В 12 часов дня у этих часов раскрывались ворота и из них выезжали рыцари.

В средневековых хрониках имеется большое количество упоминаний и о вторых остроумных конструкциях водяных часов.

Но настоящий переворот в хронометрии и технике случился, как уже говорилось, лишь по окончании появления колесных механических часов.

Первые упоминания о башенных колесных часах в Европе приходятся на границу XIII и XIV столетий. Имели возможность ли такие часы показаться раньше? Дабы ответить на данный вопрос, посмотрим, из каких главных компонентов состоит часовой механизм.

Таких основных узлов возможно выделить шесть: 1) двигатель; 2) передаточный механизм из шестеренок; 3) регулятор, создающий равномерное перемещение; 4) распределитель, либо спуск; 5) стрелочный механизм и 6) заводки часов и механизм перевода.

Первые часовые механизмы приводились в перемещение энергией опускающегося груза. Приводной механизм складывался из ровного древесного вала и намотанного на него пенькового каната с каменной, а позднее железной гирей на финише. Благодаря силе тяжести гири, канат начинал разматываться и вращал вал.

На вал было насажено громадное либо основное зубчатое колесо, пребывавшее в сцеплении с зубчатыми колесами передаточного механизма. Так, вращение от вала передавалось механизму часов.

Уже прежде мы упоминали, что период вращения колес в зубчатой передаче зависит от отношения диаметров входящих в нее колес (либо, что то же самое, отношения числа зубьев). Подбирая колеса с различным числом зубьев, несложно добиться, к примеру, дабы одно из них совершало оборот ровно за 12 часов. В случае если насадить на вал этого колеса стрелку, то она будет выполнять полный оборот за то же время.

Ясно, что так же возможно подобрать колеса, делающие полный оборот за 60 секунд либо за час; с ними возможно соединить секундную и минутные стрелки. Но такие часы показались существенно позднее — лишь в восемнадцатом веке, а до этого употреблялась единственная часовая стрелка. Назначение передаточного механизма в таких часах было в том, чтобы передать и преобразовать соответствующим образом перемещение от главного зубчатого колеса к часовому колесу.

Но, дабы часы имели возможность служить для измерения времени, стрелка обязана выполнять собственные обороты с одной и той же периодичностью. В это же время груз, как это всем известно, движется под действием сил притяжения с ускорением. Если бы гиря опускалась вольно, то вал вращался бы ускоренно, соответственно стрелка делала бы любой следующий оборот за более маленькое время, чем прошлый.

Столкнувшись с данной проблемой, средневековые механики (не смотря на то, что они и не имели понятия об ускорении) сообразили, что движение часов неимеетвозможности зависеть лишь от перемещения груза. Механизм нужно было дополнить еще одним устройством. Это устройство должно было владеть собственным, свободным «эмоцией времени» и в соответствии с этим руководить перемещением всего механизма.

Так появилась мысль регулятора.

В случае если современного человека задать вопрос, какое простейшее приспособление целесообразнее всего применять в качестве регулятора, он, вероятнее, назовет маятник. Вправду, маятник оптимальнееудовлетворяет поставленным условиям. В этом возможно убедиться, сделав несложный опыт.

В случае если шарик, привязанный к достаточно долгой нити, отклонить на маленький угол и отпустить, он начнет колебаться.

Вооружившись секундомером, возможно посчитать, сколько колебаний совершит маятник, например, за четыре раза в минуту. Продолжая наблюдения в течение полутора?двух мин., легко подметить, что все измерения совпадают. Из?за трения о воздушное пространство размах колебаний шарика будет неспешно уменьшаться, но (и это крайне важно!) продолжительность колебания будет наряду с этим оставаться неизменной.

Иначе говоря маятник владеет красивым «эмоцией времени». Но весьма долго эти превосходные особенности маятника были малоизвестны механикам, и маятниковые часы показались лишь во второй половине XVII века. В первых механических часах регулятором служило коромысло (билянец).

Коромысло с древних времен использовалось в таком обширно распространенном устройстве, как весы.

В случае если на каждое плечо таких коромысловых весов поместить равные грузы, а позже вывести весы из состояния равновесия, коромысло будет выполнять достаточно равные колебания наподобие маятника. Не смотря на то, что эта колебательная совокупность уступает во многих отношениях маятнику, она в полной мере может употребляться в часах. Но любой регулятор, в случае если неизменно не поддерживать его колебания, непременно остановится.

Чтобы часы трудились, нужно, дабы часть двигательной энергии от главного колеса всегда поступала к маятнику либо билянцу. Эту задачу в часах делает устройство, которое именуется распределителем, либо спуском.

Спуск всегда был и остается самым сложным узлом в механических часах. Через него осуществляется связь между передаточным механизмом и регулятором. С одной стороны, спуск передает толчки от двигателя к регулятору, нужные для поддержания колебаний последнего, а иначе, подчиняет перемещение передаточного механизма (а следовательно, и воздействие двигателя) закономерности перемещения регулятора.

Верный движение часов зависит в основном от спуска.

Как раз над его конструкцией больше всего ломали голову изобретатели. Самый первый спуск воображал собой шпиндель с налетами, исходя из этого его именуют шпиндельным. О правилах его действия будет детально поведано ниже.

В первых часах не было особого механизма заводки. Благодаря этого подготовка часов к работе потребовала больших упрочнений. Кроме того, что по паре раз в день приходилось поднимать на большую высоту весьма тяжелую гирю, нужно было еще и преодолевать огромное сопротивление всех шестеренок передаточного механизма. (Ясно, что основное колесо, если оно жестко сидит на валу двигателя, при подъеме гири будет вращаться вместе с валом, а с ним будут вращаться и остальные колеса.) Исходя из этого уже во века и второй половине основное колесо стали крепить так, что при обратном вращении вала (против часовой стрелки) оно оставалось неподвижным.

Из шести обрисованных нами основных узлов часового механизма большинство по отдельности уже употреблялась в античном мире. Новыми были лишь два изобретения: мысль подвешивать груз в качестве двигателя для часов и мысль применять шпиндель в качестве спуска. Любопытно, что обе эти технические находки средневековая легенда приписывает одному человеку — ученому монаху Герберту Аврилакскому, что позднее сделался папой римским под именем Сильвестра II.

Как мы знаем, что Герберт всю жизнь весьма интересовался часами и во второй половине 90-ых годов X века собрал первые в истории башенные часы для города Магдебурга. Так как эти часы не сохранились, сейчас остается открытым вопрос — какой принцип действия они имели. Большая часть современных исследователей уверены, что они были водяными.

В пользу этого говорит кроме этого то событие, что следующие башенные часы, каковые с громадным либо меньшим основанием можно считать механическими, показались в Европе лишь через триста лет. Но, иначе, в случае если Герберт вправду был таковой хороший механик, как о нем пишут, если он вправду изобрел шпиндельный спуск и если он вправду большое количество думал над схемой механических часов, совсем неясно, что имело возможность помешать ему собрать такие часы, потому, что он имел для этого все нужное.

Но, как бы то ни было, эра механических часов началась в Европе лишь в конце XIII века. Во второй половине 80-ых годов тринадцтаго века башенные часы были установлены в Вестминстерском аббатстве в Англии. В первой половине 90-ых годов тринадцтаго века часами обзавелся храм в Кентербери.

В 1300 году видится сообщение о том, что башенные часы сооружены во Флоренции (упоминание об этих часах сохранилось в «Божественной комедии» Данте). В 1314 году часы были уже во французских Каннах. Ни один из этих ранних механизмов не сохранился до наших дней, имена их создателей также малоизвестны.

Но мы можем достаточно совершенно верно представить себе их устройство. Самый несложный часовой механизм (если не брать во внимание механизм боя) может включать в себя всего три зубчатых колеса. Разумеется, что все вышеупомянутые часы представляли собой пример несложного трехколесного механизма с однострелочным циферблатом.