Техника - молодёжи 2002-04, страница 57
«За четыре столетия со времени изобретения Галилея (1583) маятник непрерывно совершенствовался. Маятник Гюйгенса (1673), в отличие от га-лилеевского, совершал колебания по циклоидальной траектории. В 1851 г. французский ученый Леон Фуко подвесил маятник не на пендельфедере (пластинчатой пружине), а на шарнире. Это позволило ему обнаружить интереснейшее свойство — сохранение неизменной плоскости качания маятника при повороте стойки его подвеса. Свое открытие ученый демонстрировал в 1851 г. в здании Пантеона в Париже. Длина маятниковой нити составила 67 м. Уже через несколько минут после пуска маятника плоскость его качания заметно отклонилась в сторону, противоположную вращению Земли. За этот блестяще задуманный и проведенный эксперимент Фуко был удостоен высшей награды Франции — ордена Почетного Легиона. В Советском Союзе до недавнего времени демонстрировался еще более грандиозный маятник — длиной 98 м. Подвешенный к куполу Исаакиевского собора в Ленинграде, он показывал смещение плоскости колебаний на 13° за час, что соответствовало скорости вращения Земли на этой широте. Занимаясь механикой, Фуко нашел применение вращающемуся маятнику (волчку) и изобрел гироскоп. Термин этот он составил из двух греческих слов: гирос — вращение и ско-пио — наблюдаю. Знаменитый английский физик Д. К. Максвелл в работе «О регуляторах» (1868) развил теорию малых колебаний системы близ установившегося движения. В качестве примера малых возмущений, приводящих к катастрофическим последствиям, он придумал волчок-перевертыш со срезанной макушкой. Приведенный во вращение на своем полушарии, он вскоре переворачивался от прецессии, вызванной силами трения, и продолжал вращаться на тонкой ножке, как гриб-сыроежка. Возвращаюсь к часам: маятник Гиппа (1865), который мы только что рассмотрели, два маятника Шорта (1921), наконец, снова маятник — в астрономических часах Федченко, сокращенно АЧФ. Предоставляю слово автору. Пожалуйста, Феодосий Михайлович». На кафедру поднимается скромный человек выше среднего роста, в роговых очках, с правильными чертами лица, шатен, с залысинами. Биография, обычная для советского человека: учитель физики в сельской школе в 30-е гг., механик по точным танковым приборам в годы войны, после демобилизации — хрономастер в Харьковском институте мер и измерительных приборов, позже — в Московском ВНИИ физико-технических и радиотехнических измерений. Он просит дать на экран схему АЧФ-1 (рис. 2, а). Присутствующие видят изохронный (постоянный по периоду колебаний) подвес 1 массивного маятника, на штанге тоненький крючок 2 и планку 3 с роликом на конце, за ними систему рычагов и электрическую схему пита ния их катушек. Работу механизма поясняет автор: «При качании маятника вправо движущийся вместе с ним легкий стерженек 4 замыкает контакт 5. Срабатывает реле 6, анкер которого вилкой поворачивает на один зубчик храповое колесико 7 с диском. Диск имеет вырез по своей окружности, в который раз за оборот западает щуп контактного рычажка 8. До того, как щуп западет, маятник свободно качается, замыкая и размыкая крючком 2 контакты 5 реле. Но вот рычажок 8 пал в вырез диска, и в дело включилась катушка 9. Она притянула к себе защелку подготавливающего рычага 10, тот клюнул влево до упора и освободил фиксатор импульсного рычага 11. В этот момент, когда маятник проходит положение равновесия, он получает нежный удар рычагом 11 по ролику планки 3. Энергии импульса хватает надолго на свободные колебания. Посмотрите, как работает механизм в замедленном ритме». Ассистент включает проектор. Маятник важно проплывает в вакууме — он находится в баллоне, из которого выкачан воздух, — медленно изгибается упругий подвес 1, вместе с ним отклоняется вертикальная палочка 4, касается красным пупырышком 5 неподвижного контакта, и... все ждут, сейчас заработают рычаги, ан нет; только щелкнул якорь реле 6 и повернул храповое колесико. А маятник плывет назад и на левом подъеме размыкает крючком 2 затянувшееся касание палочки 4. И сно-о-ова спускается вниз. Когда же заработают рычаги? «Рычаги срабатывают каждую минуту, а в замедленной съемке — через две, — поясняет Федченко. — Понаблюдайте пока за работой реле и анкерного механизма. Он является отличительным признаком моих астрономических часов (а.с. №104293, 1956 г.)». Рычаги попадали неожиданно, а когда все опомнились, то они уже поднялись на свои места. Хорошо, что съемка замедленная. Удалось рассмотреть: обратный ход им наподдал ранее незаметный нижний рычаг 12, когда его ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 4 2002 55 |
