19세기 롤링 볼 크로노미터

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200년 전에 유행했던 진자시계와는 달리, 발명가 윌리엄 콩그리브의 시계는 작은 공의 움직임으로 시간을 측정했습니다.

19세기 롤링 볼 크로노미터 — 롤링 볼 시계 작동 원리. 영상 : Vimeo

19세기 초, 대부분의 시계는 진자의 규칙적인 움직임을 통해 시간을 측정했습니다. 그러나 영국의 발명가 윌리엄 콩그리브(1772-1828)는 작은 공을 사용하여 시간을 측정하는 특이한 시계를 만들었습니다.

콩그리브 볼 시계는 지그재그 선이 새겨진 판을 가지고 있습니다. 작은 구리 공이 지그재그 홈과 판의 경사면을 따라 굴러갑니다. 홈 끝에서 공이 레버에 닿으면 스프링이 판의 이 끝을 들어 올려 경사면을 반대로 바꾸고 공을 뒤로 밀어냅니다. 레버는 또한 공이 트랙에 머문 시간만큼 시계 바늘을 앞으로 움직입니다. 대부분의 시계는 15초이지만, 더 큰 시계에서는 최대 1분까지 걸릴 수 있습니다.

콩그리브가 공시계를 발명한 것으로 널리 알려져 있지만, 그의 디자인이 최초의 것은 아니었다. 프랑스의 발명가 니콜라 그롤리에 드 세르비에르와 독일의 시계 제작자 요한 세일러는 이미 17세기에 이러한 시계를 제작한 바 있다.

어떤 사람들은 콩그리브가 이러한 디자인의 존재를 몰랐다고 믿지만, 앤틱 시계 관련 웹사이트를 운영하는 마크 프랭크에 따르면, 콩그리브는 요한 세일러의 시계에서 일부 세부 사항을 차용했을 가능성이 있습니다. 특히 두 디자인 모두 지그재그 선을 사용했기 때문입니다(그롤리어의 볼 시계는 직선을 사용했습니다). 또 다른 차이점은 세일러의 디자인은 콩그리브가 하나의 볼과 기울어진 판을 사용한 반면, 여러 개의 볼과 고정된 평평한 판을 사용했다는 것입니다.

볼 시계의 정확도는 외부 요인에 매우 민감합니다. 시계를 맞추는 데는 극도의 정밀성이 요구됩니다. 1837년, 버킹엄 궁전에서 볼 시계의 시간을 측정하는 업무를 담당했던 직원들은 이 시계를 "가장 복잡하고 정교한 기계"라고 묘사했습니다.

스코틀랜드 국립 박물관의 기술 보존 전문가인 대런 콕스 역시 두 달 동안 시계와 씨름했습니다. "시계와 틸트 플레이트(앞면과 뒷면)는 완벽한 균형을 이루어야 합니다. 먼지가 들어가지 않도록 임시 덮개를 만들었지만, 금속 볼은 이물질을 제거하기 위해 최소 2주에 한 번씩 광택을 내야 했습니다."라고 그는 설명합니다.

"하지만 시계를 작동시키는 가장 큰 과제는 이전에 휘어지고 꼬여 있던 레버와 판을 모두 조정하는 것입니다. 아주 작은 오차라도 공의 회전을 멈추게 할 것이고, 충분히 빠르게 회전하지 않으면 연쇄 반응을 일으켜 기울어진 판을 들어 올릴 수 없을 것입니다."라고 그는 덧붙였습니다.

먼지 또한 큰 문제입니다. 공이 내리막길을 굴러가는 데 걸리는 시간은 홈과 공의 청결도에 따라 크게 달라집니다. 또한, 금속은 온도의 증가와 감소에 따라 팽창하고 수축하며, 이로 인해 홈의 길이와 공의 크기가 변합니다. 대런 콕스는 공 시계가 하루에 최대 45분까지 오차가 발생할 수 있다는 것을 발견했습니다. 비록 믿을 만한 시간 측정 장치는 아니지만, 아름답고 보기에 흥미로운 장치입니다.

투 타오 ( Amusing Planet 에 따르면)

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