Маятник карманных часов

Искусственные люди, часы Страсбургского собора, Большой Бен - это все, конечно, чудеса часового дела. Но самые обыкновенные карманные часы - разве это не удивительная вещь? Со времен Петера Генлейна карманные часы сильно изменились не только с внешней стороны, но и внутри.

Если вы помните, в "нюрнбергских яйцах" ход часов регулировался такой же вертушкой с грузиками, какая в старину устраивалась и в часах с гирей. Но тот же самый Гюйгенс, который заменил в стенных часах старинную вертушку маятником, изобрел маятник и для карманных часов.

Для чего нужен маятник, вы, вероятно, не забыли. Он задерживает вращение ходового колесика, не позволяя пружине развертываться слишком быстро. Чтобы часы шли правильно, эти задержки должны происходить через одинаковые промежутки времени. Каждый размах маятника продолжается всегда одно и то же время, и при каждом размахе ходовое колесико продвигается вперед на один зубец. Но к карманным часам маятника как будто не пристроишь. Ведь им приходится работать и лежа, и стоя, и вверх тормашками.

И все-таки Гюйгенсу удалось и для карманных часов придумать маятник.

"Маятник" карманных часов, или, вернее, балансир, - это маховичок, к оси которого прикреплен один конец спиральной пружинки - волоска. Другой конец волоска приделан к пластинке часов, неподвижно.

Если маховичок повернуть вправо или влево и отпустить, он начнет вращаться взад и вперед, напоминая своими размахами маятник.

Все дело тут в том свойстве пружины, которое мы уже знаем, - упрямстве, или, по-ученому, упругости.

Когда мы повернули колесико, мы закрутили пружину. Из упрямства она начинает раскручиваться, как только мы даем ей свободу. Если бы колесика не было, пружинка раскрутилась бы, и делу конец. Но колесико - все равно что тяжелая вагонетка: разгонишь, так сразу не остановишь. Тяжелое колесико заставляет пружинку развернуться чересчур сильно. Приходится ей закручиваться обратно. И так снова и снова. Если бы ничто не мешало, наш балансир качался бы вечно. Но трение оси в упорах и сопротивление воздуха скоро остановили бы балансир, не будь часового механизма. Как и в стенных часах с маятником, ходовое колесико то и дело толкает балансир и помогает ему качаться, А балансир, качаясь, делает вращение колесика равномерным.

Между маятником стенных часов и балансиром карманных сходство не только в том, что они служат для одной цели.

Ученые открыли, что качания спирали, как и качания маятника, совершаются всегда в одинаковые промежутки времени: никогда не бывает, чтобы одно качание продолжалось, положим, одну пятую секунды, а другое меньше или больше. Вот это ценное свойство спирали и навело Гюйгенса на мысль заменить маятник спиралью, соединенной с маховичком-балансиром.

Вы, вероятно, спросите: а как ходовое колесико заставляет балансир качаться, или, наоборот, как балансир задерживает ходовое колесико? Для этого существуют разные способы. В одних часах - анкерных - это якорь, или анкер, вроде того, который бывает в стенных часах. При каждом колебании балансира соединенный с ним анкер задерживает ходовое колесико то одним, то другим зубцом. А ходовое колесико, в свою очередь, отталкивает анкер и заставляет его качаться, а вместе с ним и балансир.

Но во многих часах ходовое колесико связано с балансиром иначе. Валик балансира сделан в виде трубочки с выемкой посредине и поставлен как раз на пути зубцов ходового колесика.

Положим, зубец подошел сейчас к валику и стукнулся кончиком о его стенку. Стоп. Остановка. Приходится зубцу ждать, пока волосок, раскручиваясь, не повернет к нему валик выемкой и не пропустит его дальше. Проходя внутрь валика, зубец нажимает на край выемки и помогает волоску вращать валик вправо. Но вот зубец стукнулся о внутреннюю стенку валика. Опять остановка, и опять приходится ждать, пока волосок на обратном пути не заставит валик повернуться влево и освободить зубцу дорогу. Выходя, зубец снова нажимает на край выемки и толкает валик, помогая волоску вращать его влево. И так - пока часы не остановятся.

Валик называется цилиндром, поэтому и часы с таким валиком называются цилиндровыми. Они дешевле анкерных, зато и хуже: от трения зубцов о валик они понемногу отстают, особенно если смазка плохая.