О чем говорил маятник

Помню, в раннем детстве, когда я еще не понимал, зачем существуют часы, маятник наших часов казался мне чем-то вроде строгого человека, который не перестает твердить что-нибудь поучительное. Например:

Не-льзя, не-льзя
Со-сать па-лец.

Позже, когда я одолел трудную науку узнавать по положению стрелок, который час, я все же не избавился от некоторого страха, который мне внушали часы. Сложная жизнь множества колесиков казалась мне тайной, которой я никогда не пойму.

А между тем устройство часов совсем не так сложно. На этой странице нарисованы стенные часы с маятником.

Вы без труда найдете здесь гирю и барабан, на который намотана веревка. Вместе с барабаном вращается зубчатое колесо. Это первое колесо вращает маленькую шестеренку, а вместе с ней - часовое колесо, которое сидит на одной с ней оси. Называется это колесо часовым потому, что к нему прикреплена часовая стрелка.

Часовое колесо вращает вторую шестеренку, а вместе с ней и ходовое колесо. Все устроено пока так же, как в тех часах, которые были до Галилея и Гюйгенса. Разница в том, что здесь нет вертушки и балансира, а вместо них - другое приспособление, которое задерживает ходовое колесо и не дает гире чересчур быстро опускаться.

Наверху над ходовым колесом есть изогнутая пластинка, напоминающая якорь. Она и называется якорем.

Якорь все время качается вместе с маятником, который подвешен позади механизма.

Положим, сейчас левый крючок якоря застрял между зубцами ходового колеса. На мгновение оно остановится. Но сейчас же гиря сделает свое дело и заставит ходовое колесо оттолкнуть от себя крючок, который ему мешает. От этого толчка крючок поднимется и пропустит один зубец колеса. Но от этого же толчка маятник качнется влево, а правый крючок якоря опустится и опять застопорит ходовое колесо.

Так будет продолжаться и дальше. Маятник будет качаться вправо и влево, не позволяя колесику продвинуться при каждом размахе больше чем на один зубец.

А ведь мы знаем, что каждое качание маятника продолжается всегда одно и то же время. Так что ясно, что маятник заставит весь механизм работать равномерно, правильно, а вместе с ним и часовая стрелка будет передвигаться правильными, всегда одинаковыми шажками.

В теперешних часах есть еще минутная и секундная стрелки.

Для этого пришлось добавить еще несколько колесиков.

Но это подробность, о которой нам не стоит говорить.

Вы можете задать такой вопрос: маятник качается довольно часто, - значит, ходовое колесо должно вращаться довольно быстро; отчего же связанное с ним часовое колесо вращается так медленно, что делает за двенадцать часов всего один оборот?

Дело в том, что колеса и шестеренки подобраны так, что каждое из них вращается с той скоростью, какая нужна.

Положим, у какой-нибудь шестеренки шесть зубцов, у колеса, с которым она сцеплена, - семьдесят два; пока колесо сделает один оборот, шестеренка их сделает столько, во сколько раз шесть меньше семидесяти двух. Шестеренка, значит, будет вращаться в двенадцать раз быстрее, чем колесо.

Все дело, значит, в том, чтобы подобрать нужное число зубцов.

Для того чтобы не делать у часового колеса слишком много зубцов, между ним и ходовым колесом ставят еще добавочную пару зубчаток - колесо с шестеренкой.

Можно, например, тогда сделать так, чтобы часовое колесо вращалось в двенадцать раз медленнее добавочного, а добавочное в шестьдесят раз медленнее ходового. Тогда все будет благополучно: и колеса выйдут не слишком большие, и скорость их будет как раз такая, как нужно.