振り子時計
振り子の仕組み
振り子は、ジェットコースターに乗るように、エネルギーを前後に変換することで動作しています。 振り子が最も高い位置 (地面から最も遠い位置) にあるとき、蓄積されたエネルギー (位置エネルギー) は最大となります。 このエネルギーが運動エネルギー（ofmovement）に変換され、さらに上昇すると、位置エネルギーに戻ります。 つまり、ボブは前後に揺れながら、潜在エネルギーと運動エネルギーの間で繰り返しエネルギーを切り替えているのです。
作品。
摩擦や抗力 (空気抵抗) がなければ、振り子は永久に動き続けるでしょう。
摩擦や抗力がなければ、振り子は永遠に動き続けるでしょう。しかし、実際には、振り子が揺れるたびに、摩擦や抗力が振り子からエネルギーを奪い、徐々に静止していきます。 しかし、振り子は減速しながらも時間を刻んでいる。 しかし、振り子の速度は落ちても、時間は変わらないのです。
ガリレオはこのことをすぐに理解し、実際には完全な振り子時計を作ることはできませんでしたが、振り子時計を作ることに成功しました。
ガリレオはこのことをすぐに理解し、実際には完全な振り子時計を作ることはできませんでしたが（これは彼が死の直前に設計していた1642年の振り子時計の模型です）、1650年代にこの仕事を完成させるために、もうひとりの優れた科学者、オランダ人のクリスティアン・ホイヘンス（1629-1695）に任されました。(ホイヘンスと彼の時計についてもっと読む。また、1656 年に作られた最初のホイヘンスの振り子時計の写真を見る。)
振り子時計はどのように動くのか
できるだけ少ない部品で、最も簡単な方法で時計を一から作りたいと考えてみましょう。 文字盤といくつかの針から始めて、指で文字盤の周りを動かし、自分で秒を数えて、それに応じて針を動かすことができます。 秒針は1秒に1回、分針は60秒に1回、時針は60分に1回（3600秒）動かすと、ある時計になります。 それだとすぐに面倒になってしまうので、自動化するのはどうでしょう？ 秒針が分針を1/60の速度で、分針が時針を1/60の速度で自動的に回すように、針を小さな軸に取り付けて、「計時歯車」と呼ぶことにしましょう。 あとは、秒を数えて秒針を回すだけでいいのです。
しかし、ちょっと待ってください、これでもかなり面倒なんです。 本当に必要なのは、自動的に針を動かす方法です。 軸にひもを巻きつけて、そこにおもりをつける。 重りが落ちると、軸が引っ張られて秒針が回り、それが時計の残りの部分を駆動する。 ただ、おもりはすぐに落ちてしまうので、秒針が早く回りすぎてしまい、時計は時を刻めません。 そこで、もう一つの歯車を導入してみましょう。「パワーギア」と呼んでいますが、これは、落ちるおもりの力を受けて、おもりが落ちると、秒針が1秒間に文字盤のちょうど1つ分進むように変速します。 しかし、それでもうまくいきません。なぜなら、重りは落下するにつれて、他の落下物と同じように加速していくからです。
私たちが追加する必要があるのは、おもりの落下速度を調節するメカニズムで、これにより、1 秒の間に秒針が文字盤の 1 秒分を動かすように (しかも 1 秒分だけ) 計時機構全体を前進させることができます。 それが振り子です。 振り子が左右に揺れることで、脱進機と呼ばれるレバーが揺れ、落ちてくるおもりで動く部分がロックされ、ロックが解除されます（ロックされた状態で、脱進機がそれを解除して動く、つまり、1秒間に1回、脱進させると考えてください）このロックと解除の繰り返しで、「チクタク」という音が聞こえるんです。 ある長さの振り子が前後に揺れる時間は、理論的には常に同じなので、振り子が時計の時を刻んでいるのである。
これは、振り子時計がどのように動くかを正確に示しているわけではありません。 Photo by Anders Sandberg.
写真：「Photo: 脱進機は、振り子の揺れによって決まる一定の速度でしか時計の歯車を進めないようにするための揺動レバーです。
アニメーション。 脱進機の仕組み 1) 落下する重りが時計の動力源となる。2) 落下すると、重りは歯車を引っ張り回す。 2) 落下するにつれて、おもりが歯車を引っ張り回す。おもりはそのままでは加速し、どんどん落ちていく。 3) 脱進機が歯車と噛み合ったり外れたりすることで、歯車が一定の速度で回転し、時計は正確な時間を刻みます。
時計の仕組みのまとめ
まとめると、振り子時計の主要な部品は次のとおりです。
- 時間を示す文字盤と針
- （位置）エネルギーを蓄積し、1日（または運が良ければ数日）の間に非常にゆっくりと落下しながらそれを時計のメカニズムに解放する重りです。）
- 落下する重りからエネルギーを受け取り、それを使って正しい速度で時計機構を駆動する一連の動力歯車です。 我々は本当に重い重りと右のパワーギアを使用する場合、重量は我々がそれを巻き上げることなく、何日も時計を駆動するenoughenergyを格納します（ここでエネルギー保存の法則を覚えて：クロックは長く実行すると、それが使用するより多くのエネルギー、重いweightcanと時計は、一般的に言って、それが軽い重量で1より巻かずに長い間実行しようとしているように多くの位置エネルギーを格納します）
- 異なる速度で時計の文字の周りの異なる針を駆動しタイムキーピング歯車のセットです。
- 時計の速度を調整し、それを（多かれ少なかれ）一定に保つ振り子と脱進機。
実際には、クロックは他の多くのビット、部分、部品、および時計屋（マスタークロックメーカー）が「複雑」として見事に正直と呼びたい特徴を持つ。「
写真：1）多くの人は振り子の時計というとこのように、祖父時計（ロングケース時計ともいう）のイメージがありますね。 2)このような時計は、長い振り子が比較的狭い範囲を往復しているだけです。
振り子時計の欠点
写真。
写真：最も正確な振り子時計の一つで、より優れた技術によって廃れる前に作られたもの。 これは、1904 年から 1929 年まで、米国の公式な計時基準でした。これは、ドイツの Clemens Riefler によって作られました。 私もそうです。 ある長さの振り子が前後に動く時間は、重力の強さが同じであれば、同じ時間です。 しかし、振り子の長さが変わったらどうでしょう？ 金属は暑いと膨張し、寒いと収縮するからだ。
さて、重力はどうだろう。
さて、重力はどうでしょうか。重力は一定であるかのように扱われますが、地球の重力が物体を引っ張る強さは、地球の表面で変化します。地球の中心に近いほど大きいので、山に登るとわずかに小さくなり、海面に近づくとわずかに大きくなります。 つまり、同じ振り子時計でも、ニューヨークとコロラドでは異なる時間を刻むということです。 また、海の話ですが、振り子時計を船に乗せることを想像してみてください。 波の揺れは, 振り子を前後に動かすことを可能にするだろうか?
最初の問題である振り子の長さの微妙な変化は、比較的簡単に解決できる。
最初の問題である微妙に変化する振り子の長さは、比較的簡単に解決できます。初期の2つの種類は、水銀振り子（液体水銀の完全なガラス管を組み込む）とグリッド鉄振り子（互いに膨張と収縮を打ち消す鋼と銅、亜鉛と鋼、または鋼と真鍮などの異なる2つの金属を用いて作られています）でした。
しかし、重力はどうにもならないし、船の振り子時計のように、よりよい計時方法が徐々に開発されて、振り子時計は必要なくなった。 しかし、それはまた別の話です。 (You can follow it up in the “Find out more” section below.)
