Přesýpací hodiny. Vědecké hračky. Proč potřebujeme přesýpací hodiny?

Prorok Muhammad (pokoj a požehnání Alláha s ním) řekl: « Mnoho lidí je připraveno o dvě požehnání: zdraví a volný čas.“. Bohužel lidí, kteří umějí využít svůj čas, je menšina a většina z nich ztrácí čas.

Je však nutné, aby život od člověka vyžadoval, aby byl schopen sledovat plynutí času, rozkládat jej v čase, reagovat na různé životní situace, zrychlovat či zpomalovat tempo svých činností a racionálně využívat čas.

Alláh Všemohoucí řekl: „A udělejte opatření (na cestu) a zásobou je bázeň před Bohem“ (Súra „Krava“, verš 197) .

Schopnost vnímat čas povzbuzuje člověka k tomu, aby byl organizován, shromažďován, pomáhá šetřit čas, využívat jej racionálněji a být přesný. Koneckonců, než se nadějete, Den zúčtování již nastal... Jak tedy můžeme vyúčtovat všechny vteřiny našeho života, když je každá promarněna?

Zodpovědnost za svůj čas a schopnost jej správně využívat je třeba vštěpovat již v dětství. Zpravidla do školního věku mnoho dětí již rozlišuje časové intervaly a dokáže je minimálně regulovat: rozlišují roční období, dny v týdnu, části dne; vědí, že potřebují brzy vstát a jít spát pozdě, aby se celý den cítili dobře; Snaží se rychle obléknout, aby nepřišli pozdě na hodinu.

Děti, u kterých se v době, kdy vstupují do školy, nevyvinuly časovou diskriminaci, musí překonat mnoho dalších obtíží. Doslova od prvních hodin ve třídě by děti měly umět pracovat ve stejném tempu a rytmu, vejít se do vymezeného času, umět řídit své akce v čase, šetřit a plánovat čas.

Na všechny tyto nároky, které bude na dítě v předškolním věku klást škola a později celý jeho život, se můžete připravit. K tomu se navrhuje rozvíjet u dětí smysl pro čas - schopnost určovat a cítit určitá časová období.

Tento článek bude hovořit o pravděpodobně nejjednodušších prostředcích, kterými můžete u dítěte rozvíjet smysl pro čas - toto přesýpací hodiny.

Řekněte svému dítěti, že kdysi dávno nebyly žádné elektronické ani mechanické hodinky. K měření časových úseků lidé používali sluneční hodiny, pískové hodiny, vodní hodiny a další jednoduché přístroje. Pak se lidstvo naučilo vyrábět hodinky podobné těm moderním. Nejprve to byly obrovské věžní hodiny. Pak se hodiny zmenšily, objevily se nové technologie...

Některá jednoduchá zařízení předchozích staletí jsou ale stále naživu. Například přesýpací hodiny.

Jednoduché přesýpací hodiny koupíte v lékárně, prodejnách zdravotnického materiálu nebo v obchodech se suvenýry. Ne nadarmo jsou přesýpací hodiny nedílnou vlastností mnoha obchodníků. Mohou trvat jednu, tři, pět, deset, patnáct nebo více minut.

Přesýpací hodiny mají pozoruhodné vlastnosti. Čas v nich přestává být abstraktní a zhmotňuje se v podobě zrnek písku. Objem písku v plechovce přesýpacích hodin ukazuje, kolik času uplynulo a kolik zbývá.

Ukažte a řekněte svému dítěti, jak používat přesýpací hodiny. Nejprve ho vyzvěte, aby sledoval, jak se písek z jedné poloviny hodin přelévá do druhé za pouhou minutu, pak za tři nebo pět minut atd.

Nyní zkuste hrát pomocí přesýpacích hodin!

Jaké hry by to mohly být?

    Můžete měřit vše: kdo dokáže udělat nejvíce dřepů za minutu? Kdo dokáže nakreslit nejvíce květin za tři minuty? Kolik sněhových vloček dokážete vystřihnout za pět minut?

    Přesýpací hodiny poskytnou cennou pomoc při plnění každodenních povinností (oblékání, svlékání, čištění postele, hraček atd.), které lze zvládnout hravou formou. U takových her si můžete dát přesýpací hodiny za sebou na různé časy.

    Dnes se na čištění zubů prodávají speciální přesýpací hodiny. Tyto tříminutové hodiny visí na stěně koupelny a začínají, když si dítě nebo dospělý čistí zuby. Nemůžete přestat čistit zuby, dokud neuplyne stanovený čas.

    Během jídla, pokud dítě nechce dojíst přidělenou snídani, položíte přesýpací hodiny na stůl a řeknete: „Zkusme sníst tu kaši tak dlouho, než zrnka písku vyběhnou z vrcholu kornoutu. dvakrát na dno. Začněme!.. Zajímalo by mě, jak dlouho trvá jíst polévku? Víceméně?"

Aby nedocházelo ke konkurenci při jídle, lze nastavit jednu z podmínek, že kaše nelze jíst nejen pomaleji, než je stanovený čas, ale ani rychleji. Jde přeci o velmi důležitou dovednost – dodržování termínů!

    Existují hry a cvičení, které rozvíjejí schopnost vnímat čas. Jedná se o různé hry pro co nejpřesnější určení časového úseku. Například požádáte své dítě, aby zmrazilo nebo zůstalo zticha přesně půl minuty. Sám si musí určit, kdy cvičení ukončit. Nebo naopak zadáte úkol a po dokončení požádejte dítě, aby určilo, kolik času trvalo jeho dokončení.

Pozvěte své dítě, aby zjistilo: uvaří se plná konvice za minutu nebo za tři?... Půl konvice? Naplní se plná vana vodou za tři minuty? Za pět?

    Vždy můžete porovnávat, kolik času (kolik „pískových běhů“) vám a vašemu dítěti zabraly různé typy aktivit. Můžete si dokonce nechat na zdi speciální seznam (nejlépe velký, o velikosti papíru Whatman) a vyplnit jej konvenčními ikonami. V průběhu času určit, zda je pozorován progres nebo naopak regrese.

    Jako edukativní funkci je dobré takové hodinky využít, když se děti nechtějí mezi sebou dělit o hračku. Nastavíš hodiny a řekneš: "Rasul hraje první, když čas na hodinách vyprší, Rasul nechá Aminu, aby si hrála s hračkou."

    Někdy se za tresty používají hodinky. Dáte dítěti „oddechový čas“ (například ho posadíte na židli, aby přemýšlelo o svém chování), dokud v hodinách běží zrnka písku. Pamatujte, že psychologové doporučují zařídit time-out v závislosti na věku dítěte: tříleté dítě sedí na židli 3 minuty, pětileté dítě 5 atd.

    Pomocí přesýpacích hodin můžete omezit dobu sledování televize nebo hraní na počítači. Nastavíte přesýpací hodiny na 10 minut a řeknete: "Jakmile vyprší čas, musíte vypnout počítač." To dokonale vštěpuje organizaci dítěte a schopnost nést odpovědnost za svůj denní režim.

    Pokud si s vámi dítě opravdu chce hrát, ale nemáte čas, zkuste se s ním domluvit: „Nechte mě pracovat, dokud hodiny tikají, a vy si mezitím můžete hrát sami. Pak se k vám přidám."

    Přesýpací hodiny mají relaxační účinek. Mnoho lidí – nejen dospělých, ale i dětí – rádo tráví dlouhou chvíli pohledem na to, jak se tajemná zrnka písku pohybují z jednoho kuželu na druhý. Takže chápete, jak ten čas rychle letí... "Čas je to nejcennější, co byste chtěli ušetřit, ale vidím, že je to čas, který trávíte nejsnáze!" (hadís, at-Tirmidhi).

    A další hry a cvičení.

Vymýšlejte různé úkoly a hry v závislosti na věku a schopnostech dítěte. Neberte ale přesýpací hodiny jako všelék a nepoužívejte je příliš často. V opačném případě budete mít v určitou chvíli pocit, že výchovná síla přesýpacích hodin spojená s efektem novosti ubyla a poučení bylo naučeno. A dítě už nechce přebalovat ani odkládat hračky podle přesýpacích hodin. Na chvíli je odložte, vyndejte o něco později, až bude chtít dítě zase závodit s časem, aby se obléklo nebo zjistilo, zda zvládne sestavit 50dílné puzzle za 10 minut.

Co tedy jsou, kdy byly vynalezeny, jak dlouho měří čas a kde se v naší době používají? Na všechny tyto otázky se pokusím odpovědět v tomto článku. A tak první věci.

Přesýpací hodiny Toto je vynález, který umožňuje počítat čas. Skládá se ze dvou vzájemně spojených baněk. Uvnitř mají písek, který při přelévání z jedné baňky do druhé odpočítává určitý časový úsek, který závisí na velikosti samotných hodinek.

Přesýpací hodiny se začaly používat kolem 14. století. Dokládá to zpráva z roku 1339, která byla nalezena v Paříži. Obsahuje návod, jak připravit písek na hodinky.

Písek Přesnost takových hodinek závisela na několika faktorech. Jedním z nich je písek. Vyráběl se z prosátého prášku z černého mramoru, poté se uvařil ve víně a sušil na slunci. Také z páleného jemnozrnného písku, který se vyséval přes jemná síta a sušil. Tento písek měl načervenalý odstín. Ostatní písek byl vyroben pečlivým mletím vaječných skořápek, čímž získal světle bílou barvu. Použití písku ze zinkového a olověného prachu bylo jiné v tom, že méně obrušoval vnitřní stěny baňky, takový písek měl šedý odstín.

Baňky hodinky byly vyrobeny ze skla, v té době se s ním lidé již naučili pracovat. Obě baňky byly navzájem spojeny nití a naplněny pryskyřicí, aby spoj získal tvrdost a zabránil pronikání vlhkosti dovnitř, což by zhoršovalo přesnost hodinek. Později se začaly vyrábět pevné baňky.

Důstojnost přesýpací hodiny byly považovány za snadno použitelné, spolehlivé a levné. Proto byly přístupné mnoha lidem té doby. Byly široce používány v lodní dopravě k měření rychlosti a trvání hodinek, stejně jako v medicíně.

Nedostatky Samozřejmě tam byly také. Jedním z hlavních je krátký časový úsek, který mohli počítat (většinou 30 minut nebo 1 hodina). Pro počítání času bylo potřeba vyrobit opravdu velké hodiny. Také se postupem času částice písku zmenšovaly a baňky byly opotřebované zevnitř, což mělo špatný vliv na přesnost.

Někteří vynálezci se pokusili zvýšit množství času automatickým převrácením hodin a sestavením několika baněk do jedné hodiny. První baňka byla vyprázdněna do 15 minut, druhá do 30 minut, třetí 45 minut, čtvrtá do 1 hodiny. Nahoře měli ciferník se šípem, když se sypal písek z poslední baňky, otočily se a šíp se posunul o hodinu dopředu.

V současné době se používají především k dekoraci interiérů a jako suvenýry. Také v některých případech při soudních jednáních a v lékařství, při lékařských zákrocích.

Památník, věnované tomuto vynálezu stojí v Budapešti (Maďarsko). Jsou vysoké 8 metrů a do jejich spodní části se písek zcela nasype za 1 rok. Japonsko má také velké hodiny. Jsou uchovávány v muzeu písku města Nîmes.

To je asi vše. Pokud máte co dodat nebo s něčím nesouhlasíte, napište do komentářů.

Jakékoli hodinky „fungují“ prostřednictvím opakujících se cyklických procesů. Úplně prvními hodinami byly pravděpodobně sluneční hodiny, ve kterých bylo „zapřaženo“ samotné Slunce, které se každý den pohybovalo po obloze z východu na západ.

Po slunečních hodinách byly vynalezeny vodní hodiny. V těchto hodinkách voda vytékala z nádoby malým potůčkem malým otvorem. Velikost nádoby a průměr otvoru, kterým voda protékala, byly zvoleny tak, aby se nádoba během určitého času vyprázdnila. Řekněme den. Zbývalo nanést na stěny nádoby značky, kterými by se dal měřit čas. Takové vodní hodiny se nazývaly řeckým slovem „clepsydra“ a používaly se již ve starověkém Egyptě, v Mezopotámii a samozřejmě u starých Řeků.

Jaký opakující se proces zahrnoval vodní hodiny? Poté, co z nádoby vytekla všechna voda, bylo nutné ji znovu naplnit. Pokud byly hodiny navrženy na den, pak se do vodních hodin musela nalévat voda jednou denně, když na hodinu, tak jednou za hodinu; O tom, co je to clepsydra, si můžete přečíst v článku „Kdo jsou clepsydry?“, publikovaném 7.6.2014.

Jemný písek je tekutý jako voda. Zdálo se tedy, že nic nezabrání výměně vody za písek a vytvoření přesýpacích hodin. Technicky se však tento úkol ukázal být pro starověké mistry nemožný. Ačkoli na některých starořeckých reliéfech je prý bůh času Kronos zobrazen s lahví podobnou přesýpacím hodinám.

Klasické přesýpací hodiny jsou skleněná trubice, která má uprostřed zúžení a je upevněna na stabilní základně. Do horní části se nasype určité množství velmi jemného písku sestávajícího z rovnoměrných granulí. Co je na tom proboha tak těžkého? Za prvé – skleněné části. Nejen to, skleněné nádoby požadovaného tvaru nebylo snadné vyrobit. Horší bylo, že starověcí řemeslníci neuměli vyrobit čiré sklo. Jeho průhlednost v extrémních případech připomínala lahvové sklo. To znamená, že něco prosvítá, ale vy nevidíte co.

Přesýpací hodiny se tedy v Evropě objevily poměrně pozdě a s největší pravděpodobností byly zkopírovány z východních originálů. Tady byl písek viditelný i neviditelný! Podle jedné verze se přesýpací hodiny objevily v Evropě kolem 8. století. Prvními uživateli přesýpacích hodin byli přirozeně mniši a kněží. Délka služby byla sledována pomocí přesýpacích hodin.

Téměř současně vstoupily přesýpací hodiny do námořní služby. Bez správného načasování je ztratit se na otevřeném moři daleko od břehů hračka. Přesýpací hodiny byly zavěšeny na laně a byl k nim přidělen námořník ve službě. Jednou za půl hodiny, když skončilo „navíjení“ přesýpacích hodin, tento námořník otočil láhev a zazvonil na zvonek. Říkalo se tomu "bití zvonů"

Existuje několik hlavních parametrů, které určují fungování přesýpacích hodin. Objem širokých dílů určuje dobu trvání jednoho cyklu, jak dlouho se bude písek sypat z horní poloviny hodin do spodní. Potom bude nutné přetočit hodiny (tady je to cyklický proces). Spodní polovina se stane horní polovinou a proces nalévání písku bude pokračovat.

Mimochodem, trvání jednoho cyklu je také ovlivněno průměrem „krku“. Je zřejmé, že nemůže být menší než průměr zrnka písku. Ve skutečnosti by tento průměr měl být mnohem větší. Krk by totiž neměl dovolit jen padat zrnka písku. Vytlačený vzduch by měl stoupat zdola nahoru. Ale příliš široký průměr také není dobrý. „Navíjení“ přesýpacích hodin se sníží a rovnoměrnost „tahu“ se zhorší. Rovnoměrnost zdvihu, zejména na konci cyklu, bude ovlivněna tvarem zúžení pískové láhve do hrdla. Pokud láhev není dostatečně plochá, přesýpací hodiny se mohou zastavit dříve. Zbylý písek nebude chtít sklouznout dolů. Obecně platí, že vypočítat správný tvar přesýpacích hodin je pro matematiky dobrý problém. Nevím, jestli to vyřešili.

S největší pravděpodobností byly tvary a velikosti částí přesýpacích hodin vyvinuty praktickými experimenty. Ukázalo se, že průměr zúžení by neměl být větší než polovina průměru láhve a menší než 1/12 tohoto průměru.

Přirozeně samotný písek, uzavřený v přesýpacích hodinách, musí být velmi kvalitní, jemný a bez jakýchkoliv cizích příměsí. Aby toho dosáhli, hodináři písek vypálili, poté jej proseli přes jemné síto a poté důkladně vysušili. Mimochodem, až do 18. století se láhve přesýpacích hodin vyráběly ze dvou polovin, které byly spojeny provazem a naplněny pečetním voskem nebo voskem, aby se dovnitř nedostala vlhkost. Je jasné, že vlhký písek ztrácel svou tekutost. V zimě nebo na podzim by se proto přesýpací hodiny mohly zastavit a vyžadovat „opravu“, to znamená vysušení písku.

Přesýpací hodiny začaly opouštět trh, když se objevily mechanické hodinky, které nevyžadovaly neustálý dohled. Přesýpací hodiny se však nevzdaly bez boje. Němečtí hodináři začali vyrábět návrhy sestávající ze čtyř zvonů spojených dohromady, což prodloužilo čas potřebný k natažení přesýpacích hodin. Zároveň se objevily asi nejpřesnější přesýpací hodiny, které umožňovaly měřit intervaly po 1 vteřině. To je pravděpodobně maximální dosažená „přesnost“ přesýpacích hodin. Přesýpací hodiny, které se dochovaly dodnes, měří časové intervaly 1 nebo 3 minuty s přesností na 1 sekundu. Používají se v kuchyni, v lékařských laboratořích a někdy i u soudů, když chce soudce osobě stojící před ním ukázat: „Mluv k věci, moc nemluv. Tady máte tři minuty a ani vteřinu navíc."

Dánský astronom Tycho Brahe (1546 - 1601) (jehož jméno bylo zmíněno v článku „Kdo je astrofyzik a co dělá?“ z 8. prosince 2014) se pokusil o nejnovější vylepšení struktury přesýpacích hodin vyplněním jejich nádoba se rtutí. Tento vynález se neujal, ale v obchodech se suvenýry nyní najdete lahvičky ve tvaru přesýpacích hodin, ale obsahující nějakou krásnou tekutinu. Je samozřejmě nepravděpodobné, že by se takové hodiny měly nazývat přesýpací hodiny, i když se jim tak říká ze zvyku. To je indikátor toho, že tvar přesýpacích hodin „čteme“ jako symbol času. V předchozích verzích operačního systému Windows se ikona „sandglass“ objevovala, když byl systém zaneprázdněn a nemohl reagovat na požadavky uživatelů.

Tvar přesýpacích hodin, bez jakékoli souvislosti s měřením času, se také používá k popisu jednoho z typů ženských postav: vypracovaná ramena, široké boky, viditelné zúžení v pase. Pokud zadáte do Googlu frázi „přesýpací hodiny“, obrázky nalezené pro tento dotaz budou pravděpodobně obsahovat krásné ženské postavy. Proč? Ano protože!

"...A na věčnosti zůstanou přesýpací hodiny jako dětská hračka."
V dávné minulosti byly starověké přesýpací hodiny, které sloužily ve starověkém Řecku jako symbol boha Krona, hlavního soudce a strážce času, vyrobeny ze dvou skleněných baněk, které byly navzájem spojeny přes membránu vyrobenou z kovu, skla , slída nebo dřevo. Při delším používání přesýpacích hodin se tyto membrány často opotřebovávaly a zvětšoval se jejich průměr. Písek padal rychleji a „běh“ času byl narušen.

Od roku 1750 se skláři naučili vyrábět jednu skleněnou baňku na přesýpací hodiny. Baňka plynule přešla do úzkého hrdla a znovu se rozšířila. Malým otvorem na dně ho začali plnit pískem, který pak zakryli voskem. Od roku 1800 se řemeslníci naučili zalepit díru v baňce.

Písek byl vždy hlavním plnivem přesýpacích hodin. Přesnost přesýpacích hodin závisí na stavu písku, tvaru baňky a kvalitě jejího povrchu. Písek musí být suchý, homogenní, kulatá zrnka písku by měla mít pokud možno stejnou velikost a vysokou odolnost proti otěru. Ve středověku používali i mramorový, zinkový nebo olověný prach a také mleté ​​vaječné skořápky. Od 13. století jsou známy různé recepty na přípravu „písku“ na hodinky. Prosévalo se, pralo, vařilo a žíhalo. V dnešní době se místo písku používají drobné skleněné korálky.

Přesýpací hodiny byly kdysi hlavním, poměrně přesným nástrojem pro měření času. Od 15. století se používaly i na lodích k plavbě. Během své cesty kolem světa nainstaloval Magellan na každou ze svých lodí 18 přesýpacích hodin. Speciálně určení námořníci otočili přesýpací hodiny.

Jak fungují klasické přesýpací hodiny?
V horní části baňky se písek řítí dolů a padá pod vlivem gravitace. Na začátku pohybu stojí proti rostoucímu proudu padajících zrnek písku zpětný proud vzduchu vytlačovaný ze dna baňky, který se řítí vzhůru a snaží se proniknout mezi jednotlivá zrnka písku.
Rychlost proudu písku je určena rychlostí padajících zrnek písku, když nastane rovnováha mezi gravitační silou působící na zrnka písku a silou odporu vzduchu, která nastává, když zrnka písku padají.
Ustálené proudění padajícího písku postupně vede ke zvýšení tlaku vzduchu ve spodní části baňky. Když proud zrnek písku téměř vyschl, můžete vidět, jak proud vzduchu unikající zdola nahoru nabírá poslední zrnka písku v horní části baňky a nadzvedává je o několik milimetrů, než konečně spadnou dolů.

Proč můžete k měření času používat přesýpací hodiny?
Písek je složitý materiál, který se někdy chová jako pevná látka a někdy jako kapalina. V přesýpacích hodinách se zdá, že rovnoměrný proud písku je podobný proudění kapaliny, ale je zde významný rozdíl. Pokud by se jednalo o kapalinu, pak by její množství protékající otvorem v hodinách záviselo na výšce sloupce kapaliny nad otvorem. A množství písku procházejícího otvorem v přesýpacích hodinách za jednotku času nezávisí na výšce písku nad otvorem. To je důvod, proč lze k měření času v přesýpacích hodinách použít písek.

Konstantní rychlost proudění písku je způsobena redistribucí sil, ke kterým dochází v tloušťce písku, které se objevují v místech kontaktu zrn písku. Ve velkých objemech písku tyto kontaktní body vytvářejí „sítě“ zrnek písku, ve kterých se objevují kupolovité „mosty“.

Tyto můstky vytvářejí tlak na skleněné stěny baňky. Podložní vrstvy písku se do určité míry uvolňují z tlaku horních vrstev. V důsledku toho zůstává průměrný tlak písku nad otvorem, dokonce i při měnících se úrovních písku, prakticky konstantní. To vytváří konstantní rychlost proudění písku v přesýpacích hodinách.

Jak můžete „řídit“ čas?

Zavěste přesýpací hodiny na elastickou nit (pruženku) a nechejme je kmitat nahoru a dolů Úplný průtok veškerého písku v hodinkách shora dolů bude trvat déle než za normálních podmínek, tzn. kdyby stáli například na stole.

Průměr otvoru spojujícího poloviny baňky se obvykle dělá co nejmenší, aby se prodloužila doba nasypání písku s menším množstvím písku v hodinách, tzn. zvýšit provozní dobu přesýpacích hodin.
Proudění zrnité hmoty (písku) se liší od proudění kapaliny. Písek proudí od začátku do konce otvorem stejnou rychlostí. Tato vlastnost je založena na vzhledu oblouků (mostů) uvnitř písku. V přesýpacích hodinách to může dokonce způsobit ucpání otvoru a přestat stékat písek. Když hodinky zrychlují nahoru nebo dolů (například při houpání), takové překrývající se můstky se rozpadnou.

Jak jinak můžete „ovlivňovat“ čas?

Například sevřete dno baňky dlaněmi. Po nějaké době se „čas zastaví“, tok zrnek písku se zastaví. To, co se zde jeví jako mystické vkládání rukou, lze vysvětlit celkem logicky. Při zahřívání spodní části baňky se vzduch v ní ohřívá, rozpíná a má tendenci stoupat do horní části baňky a pak může dojít k narušení nebo dokonce úplnému zastavení rovnoměrného proudění zrnek písku v přesýpacích hodinách.

Zajímavé jevy lze pozorovat v některých neobvyklých přesýpacích hodinách!

U suchého písku je sypný úhel pískové hromady vytvořené ve spodní části baňky asi 30-35 stupňů. Tato hodnota závisí také na tvaru zrn písku. Hranatá zrna písku vytvářejí strmější svahy, zatímco zaoblená zrna vytvářejí mírnější svahy.
Pokud přesýpací hodiny naplníte pískem se zrnky písku o různém průměru, tak když se vytvoří proud písku, začnou se zrnka písku velmi zajímavě roznášet jak v horní části baňky, tak i v nižší část.

Dole se nejprve vytvoří malý kužel a písek tekoucí shora vytváří písečné laviny, které sklouzávají po svahu písečného kužele. V tomto případě se zrnka písku třídí podle velikosti: velká se hromadí hlavně u paty kužele a na svazích kužele leží písek v oddělených vrstvách nejmenších zrnek písku a větších zrnek písku.
Toto „pruhování“ lze vysvětlit dvěma způsoby: nejmenší zrnka písku mohou proniknout mezi velká a vytvořit vrstvu, velká se snáze kutálejí po svahu a vytvářejí si tak i vlastní vrstvu.
Tyto procesy se neustále opakují.
A v horní části baňky se děje něco podobného, ​​jen zde při pohybu písku vzniká kuželovitá nálevka.

Tento model přesýpacích hodin je podobný běžným přesýpacím hodinám, ale má dva rozdíly. První je, že písek je mezi dvěma plochými deskami, a druhý, že hodinky budou naplněny pískem obsahujícím zrnka písku různých velikostí. Odtud se objevují výše popsané „pruhované“ efekty.
Na příkladu takové vědecké „hračky“ seriózní lidé studují vážné problémy, které vznikají například při skladování sypkých materiálů.

Spolu s těmi klasickými existují i ​​moderní designy přesýpacích hodin, o jejichž práci by bylo zajímavé uvažovat. Takovým hodinkám se dokonce říká „paradoxní hodinky“.

Nebudete věřit svým očím, v této hodince „písek“ teče zdola nahoru, ale přírodní zákony zůstávají v platnosti!


Skleněná nádoba je naplněna kapalinou o vysoké hustotě a malými kuličkami s hustotou výrazně nižší, než je hustota kapaliny. V hustší kapalině stoupají kuličky s nižší hustotou nahoru, jak se očekávalo. To je základní princip paradoxních hodin, na jejichž základě se „písek“ zvedá zdola nahoru. A vše se opakuje znovu při každém přetočení hodin.

Neobvyklé přesýpací hodiny mohou mít jako „písek“ malé plastové kuličky nebo skleněné kuličky naplněné vzduchem. Velmi krásně vypadají i duté průhledné koule částečně naplněné barevnou vodou.

Ve vertikální poloze hodin se směrem vzhůru objevuje poměrně hustý a nepříliš rovnoměrný tok kuliček. Kuličky musí pronikat nahoru úzkým otvorem a vzhledem k viskozitě kapaliny ji částečně táhnou s sebou, zatímco kapalina má současně tendenci dolů.

V zásadě rychlost klesání a stoupání koule v kapalině závisí na rozdílu v hustotách kuliček a kapaliny, na průměru kuliček a na síle kapaliny a pevnost kapaliny je velmi vysoká. závislé na teplotě.

Pokud spustíte paradoxní hodiny a necháte alespoň několik kuliček vyskočit, a poté hodiny položíte na bok, můžete jasně vidět, jak jednotlivé koule pomalu stoupají nahoru.

V tomto případě můžete mít čas i na určení rychlosti stoupání jednotlivých kuliček.
Pokud dáte hodiny znovu svisle, takže kuličky začnou stoupat v proudu do horní části baňky, pak ve spodní části baňky, téměř zcela naplněné kuličkami, můžete jasně vidět „díra“ pohybující se dolů. . Tento jev lze přirovnat k pohybu „díry“ v polovodiči.

„Zapomnětlivé“ nebo „neposlušné“ přesýpací hodiny.

Obyčejné přesýpací hodiny se spustí do válce naplněného vodou. Vnější průměr přesýpacích hodin je o několik milimetrů menší než vnitřní průměr válce. V klidu jsou hodiny jako plovák umístěny na horním okraji válce a všechen písek je ve spodní části baňky.
Pokud se válec nyní převrátí, pak nejprve přesýpací hodiny zůstanou na dně válce, ačkoli se písek již začal pohybovat. A teprve když přeteče téměř polovina písku, přesýpací hodiny se zvednou na vrchol válce. A již v horní části válce se zbývající písek v hodinách nasype do spodní části baňky.

„Zapomnětlivé“ přesýpací hodiny začnou plavat až nějakou dobu po převrácení válce.

Proč se přesýpací hodiny nezvednou ihned po převrácení válce?
Přesýpací hodiny uvnitř válce mají průměrnou hustotu nižší než hustota vody. Proto hodiny jdou nahoru. Pokud otočíte hodiny, pak bude zpočátku téměř všechen písek v horní polovině baňky, těžiště hodin bude tedy nad středem hodin.

Pokud by hodinky nebyly v úzkém válci, ale ve volné vodě, pak by se díky výslednému točivému momentu okamžitě převrátily. V úzkém válci jsou nasunuty na vnitřní stěnu válce. Zde dochází k lepení (statickému tření), které zabraňuje rychlému zvednutí hodinek.

Teprve až téměř polovina písku vyteče, klesne těžiště hodinek pod střed. Statické tření o stěnu válce a točivý moment zmizí a hodinky se nyní mohou vznášet na horní část válce.

"Plovoucí přesýpací hodiny"

Dalším příkladem neobvyklých přesýpacích hodin je možnost nazvaná „Plovoucí přesýpací hodiny“. Zde válcové přesýpací hodiny sedí ve válci naplněném vodou.

Vnější průměr přesýpacích hodin je jen o málo menší než vnitřní průměr válce. Vzhledem k viskozitě kapaliny budou přesýpací hodiny v takovém válci stoupat a klesat velmi pomalu.
Svým principem činnosti jsou přesýpací hodiny umístěné v úzkém válci podobné zařízení pro měření viskozity kapaliny.

Doba, za kterou se písek nasype hrdlem do jiné nádoby, se obvykle pohybuje od několika sekund do několika hodin. Dříve se pro zvětšení intervalu měřeného času sestavovaly v jednom případě i sady přesýpacích hodin.

Přesýpací hodiny "Kolo času"

Dnes se naučili vyrábět přesýpací hodiny, které lze navíjet celý rok V hlavním městě Maďarska, Budapešti, každý rok poslední prosincový den vyrobí obří přesýpací hodiny „Kolo času“, vysoké několik metrů, polovinu. revoluci k zahájení nového ročního cyklu práce.

Otáčení přesýpacích hodin se vždy provádí jedním směrem, starým způsobem: pomocí kabelů a jednoduchého mechanismu.

A tady je ten trik!

Věděli jste, že vejce můžete položit na stůl špičatým koncem dolů?
Uvnitř takového vejce jsou vyrobeny asymetrické přesýpací hodiny. Když je všechen písek v části baňky souměrné vzhledem k vejci, lze jej položit na stůl na ostrý konec a bude stát

Po chvíli, když písek začne odpadávat, se těžiště vajíčka posune a vejce spadne. Podruhé je nebude možné nasadit na ostrý konec, dokud se všechen písek v hodinkách nenasype zpět do původní polohy.

V dnešní době získaly přesýpací hodiny mnoho různých variací a staly se suvenýry a vědeckými hračkami.

Místo písku a vzduchu mohou přesýpací hodiny používat například kuličky a kapalinu nebo dvě kapaliny, které se velmi liší hustotou.
Nebo možná budete schopni vymyslet svou vlastní verzi přesýpacích hodin?