Как сделать водяные часы – Как сделать водяные часы – клепсидру :: Это интересно!

Как сделать водяные часы - клепсидру :: Это интересно!

Продолжаем с Катей "изобретать часы". Как мы делали солнечные часы, я писала тут. Тут можно увидеть наши самодельные песочные часы и даже цветочные часы. А теперь мы попробовали сделать часы водяные. Называются они клепсидра. Слово греческое, хотя использовали их еще древние вавилоняне. Но наибольшее развитие и разнообразие их конструкций пришлось на пору Древнего Рима, где клепсидру использовали для измерения длины речи оратора. Конструкция клепсидры предельно простая - промежуток времени измеряется количеством воды, которое вытекло из сосуда. Конечно, есть клепсидры, являющиеся настоящим чудом технической мысли, например сделанные Ктезибием - учителем знаменитого математика Герона (Александрия, III век). Но мы пойдем самым простым путем))).

Нам понадобится:

Пластиковая бутылка - чем больше ее форма похожа на циллиндр, тем лучше.

Проволока, чтобы укрепить бутылку на стене.

Полоска бумажки и скотч, чтобы сделать шкалу.

Какая-нибудь большая емкость, в которую будет вытекать вода.

Часы с секундной стрелкой.

Ход работы:

Сначала снимаем с бутылки этикетку и отрезаем дно, чтобы было легко туда добавлять воду. В крышке шилом проделываем небольшое отверстие, через которое будет вытекать вода. Мы взяли крышку-поилку от бутылки детской воды. Так удобнее - в ней дырка уже есть и ее величину можно регулировать.

Материалы

Потом вырезаем полоску бумаги длиной с нашу бутылку, наклеиваем полоску скотчем так, чтобы один ее край не был закрыт и на нем можно было бы писать - тут мы будем делать шкалу.
Заготовка для шкалы

После этого самый трудный этап)) - надо найти место, куда бутылку прикрепить. Ее надо повесить горизонтально, вниз крышкой. Под бутылкой снизу нужно подставить большую емкость для вытекающей воды. Мы решили прикрутить бутылку на ручки балконного шкафчика с помощью проволоки. Вот так:
Способ крепления клепсидры

Все, конструкция готова.  Теперь надо нанести шкалу, чтобы можно было определять время.
Закрываем отверстие пальцем и заливаем в бутылку воду. Открываем отверстие - вода начинает вытекать небольшой струйкой.
Наливаем воду
Напор воды примерно такой

Надо так отрегулировать размер отверстия, чтобы вода вытекала не слишком быстро, но и не капала по одной капле.  Вполне достаточно сделать часы на 5-10 минут. Теперь следим по секундомеру. Каждую минуту отмечаем на шкале положение уровня воды (это я поручила Кате). 

P.S. Если вы заметили, Катя отметила минуты на шкале немного неправильно. Шкалу надо было начинать с нуля. А она сразу написала единицу, имея ввиду, что началась первая минута отсчета. Поэтому у нас получилось несколько нетрадиционно.


Градуировка шкалы

Обратила ее внимание на то, что чем дальше, тем меньше становятся промежутки между делениями. Это зависит от скорости вытекания воды, которая, в свою очередь, зависит от напора - давления столба воды в бутылке. Чем меньше столб воды, тем медленнее течет вода. Под конец она у нас просто капала.

Когда шкала готова, то можно снова наливать воду в бутылку и пользоваться нашими самодельными водяными часами. Например, я  просила сказать мне, когда пройдут 5 минут, чтобы я выключила чайник. Или говорила Кате, что ей можно посидеть на балконе 3 минуты, а потом идти ко мне - и Катя честно смотрела на клепсидру и ждала, пока пройдут эти 3 минуты )))


Окончательно готовая клепсидра
Другие наши развивающие тематические занятия здесь: Играем в палеонтологов - ищем мамонта, Играем в детектива - отпечатки пальцев, Почему люди не выпадают из качелей", "Профессия - моряк", "Игры в историю - Древняя Греция", "Игры в историю - Инструменты для письма", "Добыча и выплавка металлов", "Луна", химические опыты, "Мир через микроскоп", "Улитки", наблюдение спутников Юпитера (в посте "Экскурсия в обсерваторию").

www.tavika.ru

Как сделать водяные часы

Как сделать водяные часы. Водяные часы принадлежат к древнейшим физическим приборам. Вначале их устраивали так, что вода из сосуда вытекала через крошечное отверстие каплями через определенный промежуток времени; позже для этого использовали явление волосности; так же поступим и мы.


Сначала проделайте такой опыт: возьмите два стакана, поставьте их рядом, но один выше другого, затем отрежьте узенькую ленточку из сукна (фитиль) и положите её в верхний стакан так, чтобы другой конец её свисал и касался воды в нижнем, и затем в верхний налейте воды. Через некоторое время фитиль смочится водой, и вода будет постепенно переливаться по капиллярам, аналогично сифону, в нижний сосуд. Вот это явление мы используем для постройки часов с небольшим усовершенствованием для поддержания постоянного уровня в верхнем сосуде, что необходимо для равномерного стекания воды, для этого и верхний сосуд опустим колбу с водой горлышком вниз, из которого вода будет постепенно вытекать и держать воду в среднем сосуде на уровне отверстия горла колбы.

Прежде всего для часов подберём две банки — одну высокую сравнительно с небольшим диаметром, а вторую, наоборот, низенькую с большим диаметром и, наконец, колбу.
Все эти три сосуда поместим в корпус часов, сделанный из дерева и фанеры (рис.).

Высокий цилиндр поставим на дно, широкий — на среднюю полосу, а колбу укрепим в верхней полочке с соответствующим вырезом. Для наполнения водой сосудов необходимо заднюю стенку часов сделать подъёмной. Теперь, если мы в средний сосуд опустим фитиль из пряжи или шерстяных ниток и наполним два верхних сосуда водой, то она постепенно по фитилю будет переходить в нижний. Этот фитиль, кстати сказать, является в то же время и регулятором: чтобы вода вытекала быстрее, прибавьте в фитиль несколько ниток; наоборот, чтобы часы не забегали вперед, нужно сделать фитиль потоньше.

Теперь, чтобы изменение уровня поды в нижнем сосуде использовать для измерения времени, сделаем передаточный механизм и циферблат. Для этого на верхней крышке укрепим деревянную стоечку с металлическим подшипником, представляющим собой пластинку с отверстиями для оси. К передней крышке прикрепим диск из фанеры и в центре поставим второй подшипник, а затем в эти подшипники поставим ось с небольшим роликом (можно из «Конструктора»). Через этот ролик перекинем прочную нить два раза, чтобы ролик не буксовал, и на один конец этой нити прикрепим деревянный поплавок; его опустим в нижний сосуд, а на другой конец—грузик из свинца (противовес). На диск наклеим циферблат, а на ось прикрепим лёгкую стрелку. Стрелку обязательно нужно сделать двухконечную с таким расчетом, чтобы её центр тяжести точно совпадал с осью вращения, в противном случае ролик при ходе часов будет буксовать. Во избежание этого полезно ролик потереть канифолью, как это делают с передаточными ремнями.
Градуировка часов производится при помощи фитиля, при большей его толщине вода будет вытекать быстрее, при меньшей — медленнее. Следовательно, можно подобрать такую толщину фитиля, при которой за час стрелка повернется только на 1/12 часть окружности.

izo-tehnologiya.ru

водяные часы, все о клепсидрах на top-voprosov.ru

Фото 1 – древние клепсидры

Что это такое клепсидры?

Клепсидры – это водяные часы, измеряющие время по указателю, передвигаемому под давлением текущей воды внутри скрытого от глаз резервуара. Название сочетает греческие слова: klepto – скрываю, hydor – вода.

Фото 2 – принцип устройства простейших водяных часов

Простейшие и сложные конструкции водяных часов были известны со второго тысячелетия до н.э. в странах развитых культур: Греции, Месопотамии, Египте, Индии.

Принцип действия.

Простейшие клепсидры состояли из двух сосудов, расположенных на разных уровнях. Вода капала из отверстия верхнего в нижний сосуд.

Фото 3 – принцип действия водяных часов

Уровень воды поочередно достигал начертанных на стенке отметок, тем самым отсчитывая «истекшие» промежутки времени.

По конструкции клепсидры разделяются на два вида.

  • Вода вытекает из наполненной чаши в резервуар. Уровень ее понижается, проходит отметки сверху вниз, указывая равные промежутки времени.
  • Полусферический сосуд с отверстием в дне плавает в емкости и наполняется водой.

Уровень жидкости в нем поднимается от одной отметки к другой, указывая время.

Клепсидрами первого типа пользовались в Древней Греции, Египте, Месопотамии. Шкала водяного механизма была неравномерной. На скорость вытекания капель влияло давление воды в сосуде.

Фото 4 – клепсидра из египетского храма Карнака. 14 век до н.э.

В Древнем Египте решили эту проблему, заменив цилиндрический сосуд емкостью по форме усеченного конуса.

Фото 5

Первый из найденных артефактов такой клепсидры датируется 1380 годом до н.э. Он был обнаружен при раскопках гробницы фараона Аменхотепа III. Протяженность академических занятий учеников Платона в 3 веке до н.э. отмеряла изобретенная им клепсидра – будильник.

Фото 6 - принцип устройства клепсидры - будильника Платона.

Вода наполняла сосуд, постепенно передвигая поршень. Через определенное время сжатый воздух открывал клапан и по трубке вырывался к флейте, извлекая из нее громкие звуки.

Фото 7 – водяные часы механика Ктезибия , жившего 2100 лет назад.

У греков и римлян водяные часы определяли равное для всех ораторов время публичных выступлений. «Aquam perda» (теряю время) стало крылатым выражением для общественных дискуссий.

Фото 8 – древняя клепсидра, «отмеряющая» регламент выступлений.

Специальный служитель стоял у клепсидры и оповещал, когда вода полностью выливалась из сосуда. «Ваше время истекло» - незамедлительно прерывал речь глава собрания. Жители греческого города Помпеи водяные часы почитали как произведение искусства, покрывая драгоценными камнями и золотыми орнаментами.

Клепсидры второго типа были изобретены в Азиатском регионе Древнего мира.

Фото 9 - клепсидра государства Междуречья, 13 век.

Китайские водяные сложные механизмы известны с 2500 лет до н.э.

Фото 10 – древняя китайская клепсидра.

Устройства конструкции включали гири, цепные подвески, зубчатые передачи. Императорский дворец украшали клепсидры, последняя чаша которых располагалась на весах. Стрелка перемещалась по шкале и доходила до отметки «1 кэ», что соответствовало 100 минутам.

Фото 11 – медные водяные часы императорского дворца в Китае, 1799 год.

Звуки и созерцание переливающейся воды завораживали царедворцев, настраивали на размышление о скоротечности, безвозвратности «капающего» времени.

В Индии строили величественные водяные монументы. Наполняемые сосуды поражали разнообразием форм и аллегорических представлений. Единицей времени в одном из них было полное погружение в воду искусно изготовленного корабля.

Фото 12 – дворцовая клепсидра 13 века. Из кувшина льется вода в бассейн, когда поет птица на куполе павильона. Из бассейна через туловище ныряющей утки вода собирается в контейнер, спрятанный в платформе часов.

Самая потрясающая монументальная клепсидра в виде слона находится в музее Ибн Баттута Моли. Дубай.

Фото 13

Конструкция воплощала все знания и технологии водяных часов того времени, характерные особенности древних цивилизаций.

Фото 14

Удивительным образом здесь гармонично соседствуют арабские цифры и почитаемые божества: индийский слон, китайский дракон, египетский феникс.

Водяные часы в Средние века

Средневековая Европа познакомилась с изумительной диковиной в 809 году, когда Халиф Гарун – аль – Рашид прислал в подарок клепсидру французскому королю Карлу Великому.

Фото - 15

Скрытый механизм имел циферблат, показывающий время, периодически изнутри на металлическую решетку со звоном падал шар. В полдень открывались ворота и выезжали рыцари. Вплоть до 17 века клепсидры широко применялись во всех сферах жизни. Ньютон проявлял интерес к усовершенствованию конструкции часов. Галилей использовал их, изучая законы падения тел.

Преимущества водяных часов по сравнению с солнечными часами:

  • Доведенные до совершенства выверенные конструкции сообщающихся сосудов.
  • Удобства в пользовании в любое время суток.
  • Определение более точного времени.

Недостатки:

  • Древние клепсидры отсчитывали сравнительно большие промежутки времени. Римляне не контролировали минуты и секунды.

Другие статьи по теме:

top-voprosov.ru

Водяные часы

Водяные часы

10 дек 2016
Подробности
Категория: Первые часы

 В этой статье мы попытаемся проследить путь от создания водяных часов до их удивительного совершенства, которое было обусловлено развитием науки, техники и технологии, а также потребностью общества в точном подсчете времени. В истории часов именно развитию водяных отводится довольно существенный промежуток времени.

 Достоверно неизвестно откуда берет свое начало история водяных часов. 

 Упоминание о применении в Древнем Вавилоне водяных часов мы найдем в манускрипте, представленном общественности Отто Нейгенбауэром. Из документа следует, что около 640 г. до н. э. там уже пользовались водяными часами. 

 Водяные часы представляли собой емкости в виде цилиндров, из которых медленно вытекала вода. Их наполняли водой утром, когда всходило Солнце. После того как вся вода выливалась, специально поставленный человек предупреждал об этом.

 Использовались водяные часы и в Древнем Египте. При раскопках в Карнаке были обнаружены одни из таких часов. История создания этих водяных часов неизвестна, но датой их изготовления является 1415—1380 гг. до нашей эры. Часы представляли собой чашу из алебастра с небольшим отвер­стием в дне. 

 Водяные часы чаще всего использовали при совершении богослу­жения, когда требовалось строго отмерять время. На молитву одному божеству полагался час. 

 В отличии от солнечных часов, водяные можно было использовать и ночью. При ночных астрономических наблюдениях водяные часы применялись как дополнительный прибор. В связи с этим они назывались "ночными часами" и имели своей целью считать только 12 ночных часов.

 Существовало два вида водяных часов: наполняющиеся и вытекающие. Наполняющиеся водяные часы содержали две емкости: первая емкость была установлена довольно высоко, а вторая емкость была располо­жена под первой.  Из первой емкости по трубке, расположенной под статуей, истекала вода, наполняя вторую емкость.

 На стенках второй емкости были нанесена шкала с делениями для определения уровня. По тому, до какого уровня емкость наполнялась водой, и определялось время. 

 Вытекающие водяные часы представляли из себя ка­менную емкость в виде усеченного конуса с маленьким отверстием в дне, из которого по капле вытекала вода. Емкость в виде конуса была необходима для равно­мерности вытекания воды. Из-за конусообразности сосуда уровень воды уменьшается практически одинаково. Поэтому можно было на внутренней стороне прибора делать отметки на одинаковом расстоянии. 

 Но сложность была в том, чтобы учесть при этом разную длительность летних и зимних часов.  Ночные летние часы были короче зимних, т.е. длина самого часа не считалась постоянной. Египтяне придумали наносить деления в виде не­больших точек, 12 точек (двенадцать часов) составляли один столбец, столбцов было тоже 12 - это месяцы. Точки, которые отмечали ночные часы, были нанесены в столбцах на разных уровнях. Т.е. водяные часы учи­тывали колебание продолжительности ночи в разное время года.

 В одном манускрипте имеется расчет для изготовления вытекающих водяных часов. Согласно этому расчету, сосуд должен быть усеченным конусом с соотношением диаметра основания к высоте 1:3, т. е. с углом при основании 71°34". (Оксиринский папирус, 2-й или 3-й век нашей эры).

 История создания водяных часов не имеет сведений о том, каким образом жители Египта нашли эту форму, которая действительно дает возможность вытекать во­де с достаточно равномерным понижением уровня. Но, все же, такой сосуд не давал полной равномерности убывания уровня воды, небольшая ошибка здесь имела место быть. Конус с отношением диаметра основания к высоте, как 2:9 был бы гораздо точнее, но и такие, не совсем точные водяные часы, как свидетельствует история, могли соответствовать потребностям египтян.

 Так с какой же даты берет свое начало история водяных часов?

 По свидетельству китайских древних документов, водя­ные часы в Китае были известны в 2696—2597 годах до н.э., их история есть в книге «Чжоули» (второй век до нашей эры), рассказывающей об обычаях и церемониях. В ней написано, что имеются водяные часы, отмечающие некие отрезки, на которые поделено время ночи. Это самый древний из известных документов, который позволяет полагать, что история водяных часов начиналась именно в это время и в этом регионе мира.

 В четырехугольный бассейн из висящей над ним вазы равномерно лилась вода. По отметкам на стенках бассейна отмечали уровень воды, соответствующий определенным временным интервалам. Об оригинальных водяных часах, где вытекающая вода наполняла емкость, стоящую на весах, рассказывают китайские документы XI в. до н. э. Вес воды в один фунт составлял одну «ке» (100 минут в переводе на наше исчисление времени).

 Но самыми распространенными в Китае являлись водяные часы состоящие из трех и более емкостей с водой, расположен­ных на разной высоте. У каждой емкости имелось отверстие сбоку, через которое вода равномерно выливалась в нижестоящую емкость. Из всего каскада этих емкостей вода собиралась в последнем, самом нижнем. Нанесенная на нем шкала, отмечала уровень воды (время).

 На территории Индии водяные часы делали в виде маленького корабля, который будучи опущенный в емкость с водой, начинал постепенно тонуть (так как имел отверстие). Единицу измерения составляло время, за которое кораблик касался дна.

 Первое упоминание у греков о водяных часах (клепсидре) история относит к 490—430 гг. до н. э. Конструкция клепсидры была проста: глиняный сосуд с несколькими маленькими отверстиями в дне. 

 Водяные часы в Древней Греции использовались в суде для ограничения времени речи ораторов. В армии, где ночь разделяли на 4-ре смены по три часа, по водяным часам осуществляли смену караулов. Позднее, греки внесли в историю водяных часов и их дальнейшего совершенствования существенный вклад.

 Используя усовершенствованную клепсидру, Платон изобрел первый будильник для того чтобы созывать на утренние беседы своих учеников. Около 130 г. до н. э., впервые в истории, были сконструированы автомати­ческие водяные часы, которые показывали время и подавали звуковые сигналы. Их автором был Ктезибий. История создания водяных часов сложного устройства прочно связана именно с этим именем. Чтобы клепсидра непрерывно показывала время, надо было соблюсти ряд условий. Обеспечив наполнение клепсидры только до определённого уровня, Ктезибий решил проблему постоянства давления воды. Необходимо было следить и за чистотой воды. Из верхней емкости вода постоянной струей исте­кала в другой сосуд. По уровню воды в нем определялось время. Впервые была использована зубчатая передача и циферблат. В нижней емкости находился поплавок, имеющий  стержень с зубчатой рейкой и соединенный с устрой­ством, показывающим время. 

 Затем Ктезибий усовершенствовал свои часы, добавив универсальный циферблат, выполненный в виде колонны, установленной на пьедестале, пустота под которым скрывала механизм. Часы Ктезибия являются как бы отправной точкой в истории водяных часов на пути их дальнейшего совершенствования. Вдоль спиральных линий шкалы, нанесенных на эту колонну, перемещался указатель, связанный с поплавком.

 Спиральные линии шкалы, идущие вокруг колонны учитывали и показывали разные по продолжительности зимние и летние часы. Колонна - циферблат немного поворачивалась каждый день, внося корректировку, согласно шкале, на увеличивающиеся или уменьшающиеся дневные и ночные часы.

 На колонне были нанесены деления для 24 ча­сов. К примеру, в летние месяцы указатель перемещался над частью колонны- циферблата, где отметки дневных часов были дальше друг от друга, отметки ночных часов ближе друг к другу, а в зимнее время  наоборот. Статуэтки двух херувимчиков стояли возле колонны. Вода, капая из глаз левого херувимчика медленно заполняла цилиндрическую емкость, находящуюся под пьедесталом; поршень, поддерживающий правого хе­рувимчика понемногу поднимался, и жезл в его руке показывал время на циферблате. Для предотвращения износа отверстий из которых текла вода, вокруг них была оправа из драгоценных камней. При наступлении 24-го часа, сифон быстро опорожнял цилиндр, правый херувимчик опускался. 

 Система шестеренок, приводимая в действие водяным колесом, на которое выливалась из сифона вода, поворачивала циферблат-колонну чтобы спиральные линии шкалы встали в нужное положение для измерения временных ин­тервалов следующего дня. В свои водяные часы Ктезибий внедрил сифон, применил шестеренную передачу и драгоценные камни.

 Но история водяных часов знает и более удивительные сооружения. Водяные часы, которые, как пишут старинные рукописи, сделал Архимед были сложнее часов Ктезибия, с множеством подвижных фигур и боем. Они имели богатое украшение. Посредством системы гидравлических колес, связанных с поплавком, поднимающимся при равномерном притоке воды, из вороньего клюва ежечасно выпадал шарик со звоном ударяясь о медный таз. При наступлении полудня у основания водяных часов статуэтка музыканта играла на флейте. Двенадцать вооруженных всадников выезжали из своих ворот, каждый в определенный час. 

 Все это многообразие фигур водяных часов приходило в движение в заданное время и осуществлялось с помощью опрокидывающихся сосудов, системы поплавков и колес.  В середине часов движение фигур происходило посредством опроки­дывающегося сосуда, в то время как большой поплавок, находившийся в верхнем сосуде, отвечал за перемещение статуэток верхнего яруса водяных часов. В нижнем ярусе имелся сифон. Когда сифон опустошался каждые шесть часов, начинала играть флейта.

 Водяные часы Архимеда могли показывать «местное» время, или время, меняющееся в зависимости от времени года. Несмотря на то, что у ученых есть основания сомневаться в авторстве Архимеда, однако же и доказательств того, что он не строил эти водяные часы тоже нет.

 Примерно в этот же исторический период были изготовлены карманные водяные часы, пользуясь которыми Герофил (III в. до н.э.), врач по профессии, мерил пульс больных лихорадкой.

 Водяные часы стали необходимым устройством, получившим практическое применение в античном обществе.

 Первые водяные часы в Риме были изготовлены в 159-м году до нашей эры. Их устройство не отличалось высокой сложностью. Зубчатое колесо с прикрепленной к нему стрелкой входило в зацепление с зубцами штанги, соединенной с поплавком. Поток воды, льющейся в сосуд с поплавком, регулировался в зависимости от времени года. Штанга с поплавком перемещаясь вверх на зубец за час, проворачивала шестерню и стрелку на одну позицию. В Помпеях примерно в это же время были водяные часы, богато украшеные золотом и драго­ценными камнями.

 В Византийскую эпоху, в местах проживания эллинов (греков), строили сложные водяные часы и их история сохранилась благодаря писателю Прокопию, который жил на границе античной и византийской эпох, он рассказал в своих сочинениях о создании в городе Газе монумен­тальных водяных «геракловых» часов. Имя мастера, создавшего их осталось неизвестным. Ученый из Германии по фамилии Дильс, использовал описание Прокопия и сделал реконструкцию «геракловых» водяных часов, описав их в своей монографии. Эти водяные монументальные часы, стоявшие, скорее всего, на рыночной площади в Газе, имели достаточно сложное устройство. Помещение, в котором располагались часы, было огорожено острыми ко­лоннами, чтобы к ним нельзя было близко подойти.

 Эти водяные часы, как и часы Архимеда, имели множество движущихся каждый час фигур. Также имелись дверцы (12 дверей), в которых каждый ночной час появлялся светильник. Из других двенадцати дверей, показывающих дневные часы ежечасно выходил Геракл, совершал один из двенадцати своих подвигов и с поклоном уходил обратно с венцом на голове, который ему на голову возлагал орел парящий над соответствующей дверью. Мимо дверей шествовал бог Солнца Гелиос. Каждый час Геракл ударял находившейся в правой руке палицей по медному гонгу, который держал в левой руке, а голова Горгоны, установленная на крыше, вращала глазами при каждом бое часов.

 В этих водяных часах имелись и другие автоматичес­ки движущиеся фигуры. После окончания двенадцати дневных часов приходила в движение фигура Диомеда, который трубил, объявляя приход зори.

 Дальнейшая история водяных часов повествует о том, что без развития гномоники как науки, а вместе с ней геометрии, тригонометрии, математики и механики, прогресс в создании водяных часов высокой точности и сложности был бы невозможен.

 Европейцы в средние века не только не привнесли ничего нового в устройство водяных часов, но и утратили те знания, которые достались им в наследие после распада Римской империи. Немногие водяные часы обустраивались лишь в крупных монастырях.

 А вот арабы в средние века изготавливали водяные часы довольно сложного устройства без применения зубчатой передачи. Для передачи движения использовали поплавки, гири и противовесы на веревках, перекинутые через шкив, ролики и блоки. Каждый час отмечался, также как и в сооружении в Газе, открытием одной из 12-ти дверей, выходом фигуры, совершающей некоторые действия и падением металлического шарика в таз.

 Существуют данные о двенадцати водяных часах созданных до 1250-го года. Одни из них располагались в Дамаске на башне мечети во времена Саладина.

 Однако в дальнейшем, успехи мусульман в механике были использованы для создания и совершенствования весовых инструментов и астрономических приборов.

 В средневековом Китае в 1088 году, двумя астрономами были построены водяные часы, которые, как свидетельствует история, отслеживали не только время, но и движение небесной сферы. Помимо собственно времени, они показывали восход и заход солнца, время года, соотношение дневных и ночных часов, присущих данному времени года. Эти водяные часы имели в своем устройстве прототип храпового механизма, который европейцы начнут использовать при изготовлении механических часов. 

 На этом история водяных часов не заканчивалась. В дальнейшем, широкое распространение получают водяные башенные часы. В Европе ими будут продолжать пользоваться вплоть до XVIII века, даже после изобр

vremyaletit.ru

Клепсидра (водяные часы) своими руками

 С тех пор много воды утекло... Почему время так часто сравнивают с жидкостью? … Думаю, что во всех подобных выражениях сохраняется воспоминание о старинных водяных часах.

Водяные часы (клепсидры) были изобретены в 3 веке до н.э. в Древнем Египте Ктези́бием – древнегреческим техником и изобретателем из Александрии.  Это изобретение позволяло людям измерять дневной и ночной период находясь в помещении, независимо от погоды и времени года. Водяные часы также использовали для измерения длительности выступлений ораторов .

Для маленьких детей понятие времени зачастую является очень неясным и трудноулавливаемым. Они не знают, что такое такое минута, 10 минут или час. Я, наверное, не единственная, кто помнит, когда впервые спросила «Сколько сейчас часов? Это как короткометражный фильм или как длинный фильм? »

Объяснить детям понятие времени, как оно “течет”, в принципе, не сложно с помощью тех же водяных часов. И самые примитивные часы можно сделать буквально за 5-10 минут из подручных средств.

Чтобы сделать водяные часы вам нужна:

  • пластиковая бутылка,
  • ножницы,
  • часы,
  • перманентный маркер
  • и шило

Разрежьте бутылку пополам. Сделайте шилом небольшое отверстие в крышке. Положите перевернутую верхнюю часть с крышкой внутрь нижней части бутылки.

Для измерения количества капель, помещающихся в одну минуту используйте обычные часы. Отмерьте на бутылке объем воды, который будет соответствовать 1 минуте, 2 минутам, 3 минутам и т.д., отмечая уровень воды на бутылке маркером.

Такой вариант часов впоследствии можно будет использовать для измерения времени в различных играх, для “дозировки” времени игры на компьютере, просмотра мультфильмов и т.д.  Применяя их в реальной жизни, ребенок быстро ощутит время и его скорость.

Подходящие по теме новости на тему ВРЕМЯ:

Поделиться на:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Похожее

pdtati.wordpress.com

Водяные часы. История часов - Класс!ная физика

Водяные часы. История часов

Считается, что самым старым водяным часам около трех с половиной тысяч лет. Они были найдены в древнем Египте, в храме бога Аммона . На алебастровой чаше была высечена шкала с двенадцатью делениями. Мерой часа была толщина пальца или 18,75 миллиметра. Такие часы делились на ”часы истечения” и “часы прибывания”. Время в буквальном смысле истекало по капле из отверстия в дне сосуда или же наполняло его.

Молочные часы

В древнем Египте на одном из нильских островов был храм бога Озириса. Посреди храма стояло вокруг триста шестьдесят больших сосудов с отверстиями у дна. К каждому сосуду был приставлен особый жрец, так что всего было триста шестьдесят жрецов. Ежедневно один из жрецов наполнял свой сосуд молоком. Молоко выливалось ровно в двадцать четыре часа. Тогда другой жрец наполнял следующий сосуд, и так далее - круглый год.

В Вавилоне водяные часы были в ходу еще две тысячи пятьсот лет тому назад. Воду наливали в высокий узкий сосуд с отверстием около дна. Особые люди, приставленные к часам, на восходе солнца наполняли сосуд водой. Когда вся вода выливалась, они громкими криками извещали об этом жителей города и снова наполняли сосуд. Так они поступали шесть раз в день.

Греки называли свои водяные часы «клепсидрой» - похитительницей воды. По солнечным часам время можно было определять только днем, а ночью им на замену приходила клепсидра. Первая клепсидра представляла собой простой цилиндрический сосуд с отверстиями внизу. Но вода вытекает из сосуда не всегда одинаково быстро: сперва быстрее, потом медленнее. Чем выше уровень воды в сосуде, тем больше давление, а чем больше давление, тем и скорость воды будет больше. Выходило так, что вначале за час вытекало больше воды, чем под конец.

Чтобы часы все-таки не врали, приходилось ставить черточки не на одинаковом расстоянии одну от другой, а так, чтобы верхние были реже, а нижние чаще. Изобретатели исправили этот недостаток – применили сосуд в форме конуса, основанием вверх.


И стала вода выливаться равномерно. Тогда, если воронка была правильно подобрана, можно было черточки ставить на одинаковом расстоянии. А по отметкам на сосуде определяли: сколько воды вытекло, столько времени прошло.

Делали древние мастера и сказочно красивые, по-царски дорогие клепсидры. У сына Харуна ар-Рашида Халифа аль-Манула была клепсидра , имеющая форму дерева с 18 золотыми и серебряными ветками. На ветках сидели певчие птицы, украшенные драгоценными камнями. Каждый час ветки, словно от ветра, колыхались, позванивали листья, птицы щебетали.

Еще в 1915 году в Китае хранились и действовали старинные водяные часы, изготовленные в 14 веке. 4 медных сосуда были расположены один под другим лесенкой и соединены желобками. По ним вода переливалась из одного в другой. Деревянная линейка, прикрепленная к самому нижнему сосуду, поднималась по мере наполнения его водой, указывала час. Когда в нижнем сосуде вода доходила до краев, ее переливали в верхний. Специальные люди следили за тем, чтобы вовремя налить новую воду в верхнюю чашу. Кстати, вот откуда пошли пословицы типа "Время быстротечно как вода".

Знаменитый философ Платон построил клепсидру, которая в определенный час созывала учеников на занятия, издавая звон. Так появился первый школьный звонок.

Автоматические водяные часы.

Водяные часы–диковинка эпохи модерн.
Четыре экземпляра изготовлены фирмой Картье в 20-е годы прошлого столетия по мотивам китайских часов 18 века. Основа действия механизма – магнитное поле, создаваемое между магнитами, встроенными в основание часов и в черепаху, движущуюся по водной поверхности сосуда, изготовленного из нефрита, черного мрамора, кораллов, с использованием перламутра, цветной эмали, авантюринов и серебра.

В наше время в США сделали наручные водяные часы. Для их работы достаточно всего нескольких капель соленой воды, пускаемой в специальное отверстие.Точность их хода гарантирована в течение 10 лет.



class-fizika.ru

Из истории водяных часов

 

Мы с бабушкой очень любим смотреть старые фильмы-сказки. Как и все девчонки, она верит в принцев и чудеса, поэтому самой лучшей сказкой считает «Золушку». Но я прощаю ей эти слабости и с удовольствием смотрю старое кино. А тут меня заинтересовала одна реплика, когда король всех гостей отправил в сказочную страну, то в конце этого путешествия звучало: «Ваше время истекло»...

Мне стало интересно, а почему так говорят? Потом бабуля еще добавила несколько выражений: «годы текут», «текущий момент», «река времени». Что же общего между водой и временем? Чтобы ответить на возникшие вопросы, нужно было провести исследование.

Речь пойдет о способе измерения времени. Следовательно, водяные часы — объект изучения. Цель работы — показать отражение истории водяных часов в русском языке и изобретениях.

Решая поставленные задачи, я сначала собрал, изучил и обобщил информацию, чтобы познакомиться с историей появления водяных часов, затем составил словарик крылатых выражений по теме исследования, подготовил материалы в рубрику «Клепсидра: изобретения» и, наконец, провел эксперимент, чтобы обосновать, почему такой вид часов мало используется в современной жизни.

Водяные часы или клепсидра — прибор, в котором движение воды, скрытой в корпусе, используется для измерения времени. [1] Самым старым водяным часам около полутора тысяч лет. Они были найдены в древнем Египте. На алебастровой чаше высечена шкала с двенадцатью делениями. Мера часа — толщина пальца (18,75 мм). Части назывались «часы истечения» и «часы пребывания». Время истекало по капле из отверстия в дне сосуда или же наполняло его.

Рис. 1. Клепсидра из египетского храма Карнака (14 век до н. э.)

 

Независимость от астрономических явлений позволяла пользоваться клепсидрой ночью, когда не было возможности определять время по солнечным часам. Конструкция могла показать лишь, сколько времени прошло с конкретного момента, поэтому в античном мире часто использовалась, например, в суде для ограничения времени выступления говорящих. Специальный служитель стоял у клепсидры и оповещал, когда вода полностью выливалась из сосуда. «Ваше время истекло», — такими словами прерывалась речь выступающего. Городская стража использовала водяные часы для определения момента смены караула. [4, 5, 6]

Обобщающая таблица, приведенная ниже, дает возможность сделать вывод о популярности и востребованности водяных часов в Древнем мире. Так, в Египте, Вавилоне и в Древней Греции вода по капельке вытекала из отверстия в сосуде. В Китае и Индии, наоборот, жидкость постепенно набиралась в пустой сосуд определенной формы.

Что свидетельствует еще и о двух видах конструкций клепсидры и, соответственно, о различных способах указания времени.

 

Таблица 1

Клепсидра во времена античности и Древней Руси

Страна

Период

Описание

Древний Вавилон

В 16 в. до н. э.

Цилиндрический сосуд, наполненный водой, с отверстием в нижней части, через которое и вытекала. Единица отсчета — пустой сосуд — об этом жителям громогласно сообщали глашатаи. Итак, несколько раз в течение дня.

Древний Китай

с 2500 года до н. э.

Четыре медных сосуда были расположены один под другим лесенкой и соединены желобками. По ним вода переливалась из одного в другой. Деревянная линейка, прикрепленная к самому нижнему сосуду, поднималась по мере наполнения его водой, указывала час. Когда в нижнем сосуде вода доходила до краев, ее переливали в верхний. Специальные люди следили за тем, чтобы вовремя налить новую воду в верхнюю чашу.

Древняя Индия

300 лет до н. э.

«Погружаемые» водяные часы. В широкую емкость, наполненную водой, устанавливали меньший по размеру пустой сосуд с отверстием в дне. Его заполнение — единица измерения времени.

Древняя Греция

с V века до н. э.

Простейшая клепсидра представляла собой сосуд (или несколько сосудов) со специальными отверстиями, предназначенный для исчисления времени по количеству вытекавшей воды.

Древний Рим

157 г. до н. э.

Конструкция постоянно совершенствовалась, служила украшением во дворцах богатых римлян. Архитектор Витрувий (I в. до н. э.), например, описывает часы уже со стрелкой и циферблатом.

Древняя Русь

988 г. н. э.

Водяные часы назывались «гидрологий». Появились вместе с христианством и использовались в церковных обрядах.

 

Эксперимент. В рамках исследования я решил сконструировать клепсидру — похитительницу воды, как называли ее древние греки, в домашних условиях и из подручных средств. Мы с папой взяли 2 пластиковые бутылки. Отрезали дно у одной из них, продырявили крышку и поместили в другую бутылку, большего размера, которая устойчиво стояла на столе. (Рис. 2)

Рис. 2.

 

На верхнюю часть конструкции приклеили полоску бумаги, чтобы делать замеры времени. Затем налили воду и по ее уровню выставили (Рис. 2) первую отметку «0». Засекли время и отмечали каждую минуту.

Разметка получилась неравномерной, потому что так текла вода. Чем больше ее было в бутылке, тем быстрее она вытекала за одну минуту. Чем меньше жидкости оставалось, тем менее стремительным был поток. (Рис. 3)

Рис. 3.

 

Таким образом, верхний сосуд должен быть в форме конуса, тогда вода будет вытекать более равномерно. Воды двухлитровой бутылки хватило только на 6 минут. Подливать ее каждый раз в течение такого короткого отрезка времени очень неудобно, поэтому водяные часы непрактичны в использовании.

Словарик исследователя.

Текущий.

Текущим называют то, что происходит в настоящее время или относится к настоящему времени. Например: На текущий момент его жизнь складывалась неплохо.

Я буду держать вас в курсе текущих событий. [3, с. 1338]

Река времени.

«Время всегда сравнивали с рекой. Действительно, ничто так точно не отражает наше ощущение времени, как выражение «время течет». В этот поток времени вовлечены все события. Тысячелетний опыт человечества показал, что поток времени неизменен. Его нельзя ни ускорить, ни замедлить. И уж, конечно, его нельзя обратить вспять». [7]

Женщины очень не любят выражение «годы текут», им кажется, что они выглядят хуже с течением времени, но, с моей точки зрения, это не так, поэтому бабушка напрасно огорчается, глядя в зеркало. Она самая молодая и самая красивая!

Когда я выяснил, что обозначают выражения, связанные с водой и временем, и подобрал материалы в рубрику об усовершенствованиях водяных часов со времени основания и до наших дней [2, 4, 5, 6, 7], подошло к концу мое исследование.

Теперь хотелось бы узнать всю историю часов, которые являются для меня знакомыми незнакомцами, но это тема уже следующей работы.

Клепсидра: изобретения.

                    Знаменитый философ Платон построил клепсидру, которая в определенный час созывала учеников на занятия, издавая звон. Так появился первый школьный звонок.

                    Леонардо да Винчи сконструировал водяной будильник: «Когда из клепсидры натечет столько воды, сколько помещается в противоположной чаше весов, то последняя, приподнимаясь, изливает свою воду в первый сосуд, который, так как вес воды в нем удвоился, с силой приподнимает ноги спящего. Он просыпается...»

                    В начале IX в. халиф абассидов Гарун-аль-Рашид подарил императору Карлу Великому самую великолепную из всех известных клепсидр. Она была сделана из дамасской позолоченной бронзы и обладала очень остроумным механизмом. Прибор имел часовой циферблат и каждый час провозглашали звуковым ударом металлического шара, который выскакивал на декоративную решетку. В полдень у этих часов открывались ворота и из них выезжали рыцари.

                    В 2010 году в США появились наручные водяные часы, точность хода которых гарантируют до10 лет. Несколько капель соленой воды пускается в специальное отверстие, и отсчет времени начался, а его показания доступны.

−                    13-ти метровый хронометр в 3 этажа — это клепсидра работы французского ученого Bernard Gitton находится в Берлине (Германия), в «Европа-центре».

Таким образом, водяные часы сыграли немало важную роль в овладении человеком навыками измерения времени и оказали существенное влияние на развитие конструирования соответствующих приборов.

 

Литература:

 

  1.                Гладкий В. Д. Древний мир. Энциклопедический словарь. М.: Центрполиграф, 1998 г. В 2-х томах. Т. 1. – 510 с. (Серия «Школьная энциклопедия».)
  2.                Кулишова О. В. Энциклопедия «Всемирная история». Клепсидра. http://w.histrf.ru/articles/article/show/kliepsidra_dr_ghriech_klepsudra_ot_klepto_krast_i_dor_voda
  3.                Толковый словарь русского языка. Под редакцией Д. В. Дмитриева. — М.: АСТ, 2003. — 1578 с. — (Словари Академии Российской).
  4.                Черненко Г. Т. Часы и время: школьный путеводитель. — Санкт-Петербург: Балтийская книжная компания. — 2009. — 96 с.
  5.                Водяные часы. Классная физика для любознательных. http://class-fizika.narod.ru/tshwod.htm
  6.                Водяные часы. http://world-clock.narod.ru/voda.html
  7.                Река времени. Астрономический сайт. http://cosmoportal.net/article/a-11.html

yun.moluch.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *