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振り子時計はどのように機能しますか?

<ブロック引用>

振り子時計とは、振り子という振動するおもりを計時要素として使用する時計です。振り子は前後に揺れ、時計は振り子の揺れを利用して正確な時間を刻みます。時計にはゆっくりと落下するおもりがあり、振り子のスイングがおもりの落下速度を制御します。時計には、すべての針を同期させるギアによって駆動される秒針もあります。振り子のスイングが時計の歯車をロックおよびロック解除するため、時計はカチカチという音を立てます。

子供の頃、私は振り子時計がどうしてこんなに長く前後に揺れ続けるのか不思議に思っていました。 「彼らは非常に強力なバッテリーを持っているに違いない」と私は思った.

当時、私はほとんど知りませんでしたが、振り子時計には電池がまったく必要ありません。そして振り子自体?ゆらゆら揺れているだけで何の役にも立ちませんが、実際にはその動きが時計の精度を秒単位で保っています。

振り子時計

写真提供 :Tillottama / Shutterstock

映画、テレビ番組、博物館、さらには誰かの家で振り子時計を見たことがあるでしょう。振り子時計を見たことがない人でも、一目で見分けられる振り子時計です。振り子時計の最も基本的で注目に値する特徴は、振り子という名前に暗示されています。振り子は、時計の計時要素として機能する揺れるおもりです。

電気または電子部品で構成され、電池で駆動される現代の時計とは異なり、振り子時計は、正確な時間を伝えるために完全に調和して機能する機械部品のみで構成されています。

振り子時計の内部

振り子時計のパーツ

振り子時計の部品

すべての機械式振り子は、いくつかの基本コンポーネントで構成されています:

1. 滑車またはぜんまいを回すひも上のおもり
2. 振り子に一定の衝撃を与えて振り子を振り続ける脱進機 (またはアンカー)
3. 振り子の動力の速度を調整する歯車列
4. さまざまな針を動かすための計時歯車のセット
5. 振り子、つまり棒に取り付けられたおもり
6. 針と数字で時間を表示する文字盤または時計の文字盤

振り子時計の働き

高校で理科の授業を 1 つか 2 つ受けたことがあれば、エネルギーをある形から別の形に変換できることをご存知でしょう。これは、地球上のすべての振り子時計と同じ原理です。

ゴムボールは、地面から一定の高さに保持されると、一定量の位置エネルギーを持ち、落下すると急速に運動エネルギーに変換されます。

同様に、振り子時計では、弦に取り付けられたおもりが(非常にゆっくりではありますが)着実に落下し、その位置エネルギーが歯車に動力を与え、歯車が秒針を駆動する車軸を引っ張ります。秒針は、計時歯車によって駆動される車軸に取り付けられています。この設定の目的は、すべての針の同期を維持することです。つまり、分針は、秒針が 60 移動すると右に 1 つ移動します。同様に、分針は時針をその速度の 1/60 で動かします。

脱進機がロックおよびロック解除されると、重量が継続的に減少することに注意してください (画像のクレジット:Charles Sol / Youtube)

ただし、落下するおもりで作業しているため、何らかの方法で落下を制御する必要があります。そうしないと、重りが重力によって急速に落下し、2 番目の針の動きが速すぎます。ここに振り子が入ります。振り子が振れると、てこ(脱進機)が揺動し、歯車列が振れるたびに微量前進します。言い換えれば、脱進機は制御機構 (歯車列) をロックおよびロック解除して、おもりを 1 秒に 1 回「逃がす」または落下させます。特徴的なカチカチを生み出すのは、この脱進機による輪列のロックとロック解除です。 私たち全員が一般的に時計と関連付けるようになった音.

おもりが高さ全体に落ちたら、最初の位置に巻き戻さなければなりません。振り子時計の巻き上げ時間は、内部の構造によって異なります。たとえば、重量の重い時計はより多くの位置エネルギーを蓄えることができるため、巻き上げが必要になる前に軽量の時計よりも長く動作することができます。適切な名前の 400 日クロックやアニバーサリー クロックなど、巻き戻しが必要になるまで 1 年間動作する振り子時計のバリエーションがいくつかあります。

ハラーねじり振り子アニバーサリークロック。 1 回の巻き上げで 365 日間動作します (写真提供者 :Wikipedia.org)

これらの時計は、より洗練された洗練された現代の時計に直面して人気を失ったかもしれませんが、(ほとんどすべての現代の時計とは異なり)バッテリーや電気に依存していませんが、信じられないほど正確です.振り子時計は間違いなく、人間がこれまでに作成した最も驚くべき、まったく貴重な機械の驚異の 1 つです。


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