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Appunti sulla teoria e sulla pratica ( # 11 )
sul tipo di sospensioni


"Al principio regnava il caos"
. Non ci vuole essere mancanza di rispetto nell'introdurre con una frase così importante un argomento alla fin fine frivolo, ma le cose stanno veramente così.

Scoperta la capacità del pendolo di scandire il tempo meglio dei bilancieri, questi, nei primi orologi vennero sostituiti dai pendoli che peraltro continuarono ad essere solidali con la verga con tutti i limiti che ciò comporta. Nessuna oscillazione di questi pendoli appariva neanche simile alle altre ed in quella confusione, la risultante capacità dell'orologio di segnare un tempo esatto era irrimediabilmente compromessa.

Apparsa subito alle menti più lucide la necessità di lasciar oscillare "liberamente" il pendolo, esso venne sospeso per un filo e collegato allo scappamento tramite la" forchetta" .
Questo tipo di sospensione si è dimostrato ragionevolmente funzionale ed è stato utilizzato per lunghissimo tempo anche negli orologi francesi che vanno sotto il nome di "parigine".

Ma un filo, prima di cotone e poi di seta , risente dell'umidità presente nell'aria che ne modifica le caratteristiche in modo tale che anche l'oscillazione del pendolo ne è condizionata nel comportamento. Inoltre con l'evolversi dell'orologeria il filo di seta divenne inadeguato a sostenere il peso dei pendolo degli orologi di precisione .

Esso venne sostituito con una lamina di acciaio.... anch'essa piena di difetti... ma qualcosa bisogna ben utilizzare...

Proviamo ad elencarne alcuni, quelli per lo meno che mi vengono ora in mente:
-la lamina d'acciaio risente , come tutto del resto, della variazione di temperatura : essa quindi si dilata e modifica le sue dimensioni e le sue caratteristiche.

-introduce un momento torcente nella forza che riporta il pendolo verso la sua posizione di riposo.
- non ci consente la determinazione esatta del centro di oscillazione del pendolo lungo la sua curvatura.

Divagazione
Desidero fare una precisazione. Frequentemente parlo di errori che questo o quell'elemento introducono nel sistema . E' importante avere ben presente in mente che ciascuno di questi errori considerato di per sé non influisce sulla capacità dell'orologio di fornirci un'ora esatta : a compromettere questa capacità è la deviazione da questo errore.

Forse è meglio che mi spieghi con un esempio.
Immaginiamo un pendolo senza nessuna compensazione degli errori che si muove in un ambiente la cui temperatura è costante di 15 °C ed immaginiamo che oscilli con un periodo T . La temperatura ad un certo momento si alza fino a , diciamo, 25 °C e lì si ferma. Ormai sappiamo che il pendolo si sarà allungato per effetto della dilatazione e di conseguenza il suo periodo sarà aumentato di un valore K: questa variazione l'abbiamo già chiamata errore termometrico.

Il nuovo periodo del pendolo sarà quindi T + K . Fintanto che il pendolo continua a muoversi in quell'ambiente con temperatura a 25°C possiamo dire che per il nostro orologio abbiamo l'opportunità di conoscere l'ora esatta in quanto sarà sufficiente correggerne la lettura del valore K che conosciamo.

Abbiamo quindi visto che , nelle condizioni sopra descritte, l'errore termometrico, così come descritto è ininfluente.

Si!!! ma cosa è successo durante il tempo in cui la temperatura dell'ambiente è passata da 15 a 25 °C ? Di tutto.....
Per quel tempo, noi "non" conosciamo il valore di K che varia continuamente per cui non saremo in grado di fare la correzione precedente. E' quindi lo scostamento da K , la deviazione dall'errore, non l'errore stesso, che ci fa venire tutti i mal di testa.

Se si considera che è difficile che la temperatura in un ambiente sia perfettamente costante si comprende quanto queste deviazioni avvengano continuamente influendo sulla capacità dell'orologio di fornirci un'ora esatta.

.... e non sfugga che questo discorso vale per tutti gli altri errori, quello barometrico, quello dello scappamento ecc. ecc...... sarà meglio tornare alle sospensioni...

Un altro tipo di sospensione è quella a coltello.. in questa sospensione il pendolo è fissato su un prisma un cui spigolo è appoggiato su un piano.

Per evitare che il complesso pendolo -prisma possa eventualmente scorrere accidentalmente lungo quel piani , si preferisce tagliare sul piano di sostegno una scanalatura dove far alloggiare il prisma.

Esso, per evitare che si usuri rapidamente deve essere di materiale duro e come tale è anche purtroppo fragile. I tentativi quindi di fare lo spigolo del prisma molto affilato nella speranza che esso si confonda con una linea, si scontrano con motivi di ordine pratico, soprattutto quando un pendolo molto pesante crea il rischio che detto spigolo possa scheggiarsi. .Si può dimostrare che tanta cura nel generare uno spigolo sopra descritto non è alla fin fine necessaria ; talvolta certi miti sono difficili da sconfiggere.

Spesso nei gialli di Ellery Queen viene lanciata , a metà libro , quando ormai sono stati dati sufficienti elementi per identificare il colpevole, una "sfida al lettore" parchè lo individui.

Vi chiedo. Quali considerazioni vi suggerisce il disegno qua sotto che vuole rappresentare lo spigolo di una sospensione a coltello (enormemente ingrandito) , il suo pendolo (enormemente rimpicciolito) in due momenti della sua oscillazione?

La piccola distanza cd della quale si alza il pendolo potrebbe compensare per l'errore circolare. Anche se si pensa che detta distanza sia piccola, è importante osservare che per piccoli angoli di oscillazione , anche l'errore circolare è piccolo, per cui calcolando esattamente il raggio di curvatura dello "spigolo" si potrebbe compensare l'errore circolare

Non va infine dimenticata la sospensione ad anelli, quella tipica degli orologi con cucù. Nonostante gli evidenti limiti impliciti in questo tipo di sospensione, la sua rivincita nei confronti di altre più blasonate è palesata dall'estensivo utilizzo che se ne è fatta in considerazione della sua ragionevole affidabilità

Cerchiamodi capire meglio in cosa consiste il Q di un pendolo




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