¿Cómo miden los relojeros analógicos / mecánicos cuánto tiempo llevará un segundo al diseñar el reloj?

Answer 1

No estoy seguro si está preguntando cómo funciona un reloj mecánico, o cómo los relojeros tradicionales los calibraron para ir a la velocidad correcta.

Si es lo último, están sintonizados para sincronizarse con relojes que se sabe que son precisos. Y esos a su vez pueden ser verificados por la astronomía. Un segundo es 1 / (24 * 60 * 60) de un día, y un día se puede medir como el tiempo entre “mediodía”, es decir, cuando el sol está tan alto como se pone en el cielo. En los viejos tiempos, esto probablemente era lo suficientemente bueno.

Ahora tenemos relojes mucho más precisos que se basan en mediciones atómicas, etc. Y mientras que el segundo aún es 1 / (24 * 60 * 60) de un día, los científicos tienen una forma aún más precisa de medirlo, ya que no quieren tener que lidiar con el declive astronómico (como la desaceleración gradual de la rotación de la tierra debido a las mareas). Pero nada de esto fue relevante en los viejos tiempos de la relojería mecánica.

Answer 2

Hay un escape que gira los engranajes del reloj, y un oscilador periódico permite que se mueva en pasos discretos. En el caso de un abuelo o un reloj de cuco, es un péndulo.

En el caso de un reloj, generalmente es un volante sobre un resorte helicoidal. (En esta imagen, está en la parte superior izquierda. El otro resorte helicoidal en la parte inferior derecha detrás es el que se enrolla cuando se da cuerda al reloj).

Había cosas llamadas “relojes de ocho días” que tenían un juego de pesas giratorias en un resorte de torsión.

Las matemáticas de un péndulo son bastante fáciles de resolver. Los otros dos, imagino, involucraron mucha prueba y error, especialmente en una época anterior a la buena metalurgia. Los tres tienen mecanismos de ajuste. El peso de un péndulo se puede subir o bajar. El resorte de un reloj tiene una pequeña palanca que puede apretar o aflojar un resorte. (Para algunos relojes antiguos, el relojero taladró agujeros parciales en el volante para aligerarlo). En un reloj de ocho días, se puede cambiar la longitud del resorte de torsión. En todos los casos, generalmente se ajustaban hasta que se ejecutaban en sincronización con un reloj conocido o que se pensaba que era preciso.

Unos cuantos trozos de trivia. Los relojes eran muy importantes en la navegación marítima, porque la única forma de adivinar la cantidad de longitud recorrida en esos días era comparar un reloj de a bordo con mediciones del sol y las estrellas. Algunos barcos tenían docenas de relojes, todos en marcos giratorios para que permanecieran nivelados cuando el barco se balanceaba, para obtener un tiempo más preciso y menos sensible a las peculiaridades de un reloj individual.

Los relojes eléctricos son diferentes. La mayoría de los relojes eléctricos analógicos contenían motores síncronos que funcionaban fuera de la frecuencia de línea. Las compañías eléctricas mantuvieron la frecuencia de línea precisa a largo plazo. Esto es costoso, y ha habido movimientos para detener esto, dado que la mayoría de los relojes son electrónicos.

Antes de que los relojes electrónicos fueran comunes, había al menos un reloj eléctrico que funcionaba con pequeños diapasones que estaban sincronizados con electroimanes (el Bulova Accutron). Recuerdo los anuncios de tales relojes de la década de 1960. Era un gran problema, el tipo de cosa que tenías si bebías Martini & Rossi, usabas un cuello de tortuga y un abrigo de tweed con coderas, y tenías un bigote improbable.

Answer 3

La mayoría de los relojes mecánicos portátiles utilizan la oscilación de un resorte en espiral que impulsa una rueda de equilibrio. El período de oscilación se ajusta ajustando la masa de la rueda y la longitud del resorte.
Los relojes no portátiles a menudo usan un péndulo. El período se ajusta ajustando la masa o la ubicación de la masa en la barra.
El período del péndulo se aproxima como:

2 * Pi * sqrt (L / g) donde L es la longitud del péndulo yg es la gravedad.

Los resortes también tienen una constante física similar K que los hace tener un período estable.

Las pequeñas cantidades de energía necesarias para mantener el resorte o el péndulo en movimiento provienen de un escape que puede ver en la parte superior del diagrama del péndulo. A medida que el péndulo se balancea en una dirección, los dientes del escape se desbloquean en un lado, y dado que hay un par de torsión que coloqué en la rueda de escape (por un resorte sinuoso o por pesos pesados), se usa una pequeña cantidad de energía para empujar el péndulo hacia atrás para que pueda seguir balanceándose.

Históricamente, se trabajó mucho para desarrollar materiales que no cambiarían las dimensiones con aumentos o disminuciones de temperatura para que el tiempo se mantuviera constante.