Завод без людей (Штейнгауз) - страница 20
Механизм башенных часов Новгородского кремля.
Его применение в часах объясняется одним очень важным свойством. Дело в том, что при небольшом размахе колебания период колебания маятника, то есть время, в течение которого маятник успевает откачнуться из одного крайнего положения в другое и вернуться обратно, зависит только от длины маятника.
От знания свойств маятника до мысли применить его в часах и особенно до открытия способа использования маятника в часах — дистанция огромного размера. Но все-таки люди преодолели ее и нашли способ заставить маятник, качания которого всегда отмеряют точно одинаковые промежутки времени, поворачивать одну из шестерен часов. А так как шестерня эта связана со всеми остальными, то скорость вращения всех шестерен будет неизменной: шестеренка, поворачиваемая маятником, заставит остальные вращаться как положено.
Маятник и спусковое колесо.
Оказывается, ввести маятник в часы с гирями и шестернями не так уж сложно, по крайней мере для тех, кто, как мы с вами, изучает часы через триста лет после их изобретения! Первым же это сделал X. Гюйгенс в 1657 году.
В часах такого типа, о котором вы сейчас читали, потребовалось изменить очень немного. Подвесили маятник и на конце его, противоположном грузу, укрепили штырек.
Этот штырек, его кончик, поместили между зубцами спускового колесика, связанного с остальными шестернями. Форма зубцов колесика и форма кончика штырька выбраны были такими, что при отклонении маятника, скажем вправо, штырек не мешал проворачиваться спусковому колесику, и оно успевало провернуться ровно на один зубец, пока маятник был отклонен вправо. Но повернуться на два зубчика сразу колесику не давал штырек. Когда маятник отклонялся в крайнее левое положение, к штырьку успевал подойти следующий зубец спускового колесика. Он упирался в штырек маятника и давил на него, толкал маятник обратно. Этим восполнялась та часть энергии, запасенная маятником, которая потратилась за время предыдущего колебания. Маятник снова отклонялся вправо под воздействием силы тяжести и толчка спускового колесика и снова пропускал еще один зубец.
Так как период колебания маятника постоянен и так как энергия, расходуемая маятником, восполняется спусковым колесиком, то маятник качается непрерывно и зубчики спускового колесика поворачиваются через строго одинаковые промежутки времени. Теперь уж получилось, что вся точность хода определяется постоянством колебаний маятника. Оно же без особого труда может быть сделано очень точным.
Но откуда берет силу для того, чтобы толкать маятник, спусковое колесо? Более того, каждые уважающие себя башенные часы отзванивают время, разыгрывают музыкальные пьесы, а иногда дают и представления, например с кукушкой. Сила опять та же — сила земного тяготения, вес гирь. Пока гири подтянуты, часы идут.