4.9. Изобретение механических часов

В X-XI вв. были изобретены механические часы. Люди с давних пор разными способами измеряли время. Первыми приборами, применяемыми для данной цели, были часы: солнечные: экваториальные (рис.4.8а), горизонтальные (рис.4.8б) и вертикальные (рис.4.8в); песочные; огненные (рис.4.8г) и водяные (рис.4.8д).

а) б) в)

г) д)

Рис. 4.8. Первые конструкции часов: а, б, в, – солнечных; г – огненных; д – водяных

Изобретение безмаятниковых колесных часов (рис.4.9а) приписывается различным людям. В частности называют математика Герберта Орийянского, который ввел в Европе “арабские цифры” и слыл “чернокнижником”. Эти часы были очень громоздкими и устанавливались на башнях или фронтонах больших соборов. Принцип их действия был следующий: на горизонтальный вал наматывалась длинная веревка с гирей на конце. Под действием силы тяжести веревка разматывалась и вращала вал. Вращение вала передавалось храповому колесу и стрелкам. Для равномерного движения колеса применяли специальный регулятор – билянец (стержень с двумя лопатками, которые сдерживали движение храмового колеса). На концах стержней укреплялись грузы в виде шаров. Регулируя величину этих грузов и расстояние их от оси, можно заставить храповое колесо двигаться с различной скоростью.

а) б) в)

Рис. 4.9. Виды механических часов: а – колесные безмаятниковые; б – часы с регулятором Гюйгенса; в – часы Кулибина

В дальнейшем колесные часы были заменены маятниковыми, канат с грузом был заменен часовой пружиной. Основой для этого послужили исследования итальянского ученого Галилео Галилей (1564-1642), который в 1582 г. установил, что период колебаний маятника не зависит от амплитуды колебаний. Галилей установил это на основе наблюдений за качанием люстры. Он высказал также мысль, что колебания маятника можно также использовать для регулирования хода часов. В бумагах Галилея был найден чертеж таких часов, и по нему его сын построил первые часы с маятником. Однако о них вскоре забыли. Несколько позже голландский ученый Христиан Гюйгенс (1629-1695) независимо от Галилея разработал конструкцию маятниковых часов и дал их расчет, а также создал спуск-регулятор, обеспечивающий равномерный ход часов (рис.4.9б).

Уникальные карманные часы с автоматическим боем, музыкальным механизмом и крошечным театром действующих кукол были изготовлены позднее в 1767 г. механиком Иваном Петровичем Кулибиным (1735-1818). По величине и форме они были похожи на утиное яйцо, украшены золотой оправой с оригинальным орнаментом.