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Appunti sulla teoria e sulla pratica ( # 4)
sull'errore circolare


Se il treno degli ingranaggi di un orologio è stato dimensionato perchè il pendolo debba compiere 60 oscillazioni al minuto, è importante che la loro durata sia il più uniforme e costante possibile; se, per una ragione qualunque , le oscillazioni di quell'orologio avessero una durata diversa,e fossero, supponiamo, 61 al minuto, l'orologio andrebbe "avanti".

Come abbiamo già visto, una delle ragioni che potrebbero contribuire al cambiamento del numero delle oscillazioni del pendolo è l'errore circolare e fra i motivi che possono generarlo il più evidente è il calo di energia fornita dallo scappamento al pendolo dovuto al progressivo svolgersi della molla di carica.

Mancando l'energia che sostiene il movimento del pendolo , la sua oscillazione diminuirà di ampiezza e quindi l'orologio non sarà più preciso.

A voler essere pignoli lo stesso inconveniente esiste anche per un orologio mosso da un peso . Infatti il peso motore, spostandosi tra i punti di massima e minima carica, varia il suo peso a causa del cambiamento dell'accelerazione di gravità propria dei due punti presi in considerazione e quindi varia anche l'impulso conferito al pendolo e di conseguenza l'ampiezza della sua oscillazione.

Perché ho detto che l'accelerazione di gravità è diversa nei due punti citati? L'accelerazione di gravità varia col variare della distanza dal centro della terra , infatti aumenta mano a mano che ci avviciniamo ad esso e diminuisce mano a mano che ci allontaniamo nello spazio fino ad assumere lì valore zero.

Quindi per due punti anche distanti solo 60 cm fra di essi, nel senso della direzione verso il centro del nostro pianeta, anche se posizionati a migliaia di km. dal centro della terra stesso, il valore dell'accelerazione di gravità sarà diverso.... lo so! lo so! ....di un valore infinitesimale e quindi insignificante ai fini pratici ... ma l'avevo anticipato...era una pignoleria...

DIVAGAZIONE

Peraltro, la comprensione di questo concetto , potrebbe essere di aiuto a capire la differenza che esiste tra massa e peso sui cui significati spesso viene fatta un pò di confusione.
La massa indica quanta materia un corpo solido occupa nello spazio ed è espressa in Kg.. Quindi , diciamo , un libro avrà una massa di , diciamo, 0.90 kg sia sulla terra che nello spazio.

Il peso, che è una forza, invece è il risultato del valore della massa moltiplicato per l'accelerazione di gravità (g); ed è quindi ovvio che cambiando g cambierà anche il peso .

Se per esempio il nostro libro avente una massa di 0.9 Kg.si trova in un punto del nostro pianeta dove il valore di g è 9.81 m/sec. per sec. esso sarà attirato verso il centro della terra con una forza (che chiamiamo peso) di 0.8829 kg peso (che comunemente indichiamo solo con kg).

Se lo stesso libro si trovasse nello spazio dove g è pari a zero anche il suo peso sarebbe eguale a zero.

...Ritorniamo , ahimè, al nostro errore circolare (d'ora in poi EC ).

Christian Huygens, che come abbiamo visto fu il primo ad individuare l'errore circolare , fu anche il primo a proporre una soluzione. Egli introdusse nei suoi orologi, in corrispondenza del filo di sospensione delle guancette cicloidali lungo le quali il filo stesso era obbligato ad adagiarsi , obbligando così il centro di gravità del pendolo a percorrere una curva cicloidale.

L'idea venne ben presto abbandonata visti gli scarsi risultati conseguiti .

E' però interessante notare che essa venne ripresa da John Harrison ,l'uomo che per primo costruì un cronometro sufficientemente preciso per la determinazione della longitudine di una nave in navigazione.

Con lo scappamento a cavalletta inventato da lui ed utilizzato nei suoi orologi, l'oscillazione del
pendolo era ampia e quindi vistoso l'EC.

Nonostante i suoi sforzi per costruire delle guancette dal profilo corretto, alla fine dovette arrendersi di fronte alle difficoltà che si creavano nell'utilizzo di questo artificio.

Era già peraltro apparso chiaro ad altri orologiai contemporanei di Harrison che la lotta contro l'EC andava combattuta riducendo l'angolo di oscillazione del pendolo e confinandolo entro i limiti in cui la curva lungo la quale si muove il baricentro del pendolo tende a confondersi con una curva cicloidale.

Altri tentativi furono fatti per contrastare l'errore circolare. Per saperne di più, cliccate qua.




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