Een clepsydra of waterklok. Uit: De Natuur, Populair Geïllustreerd Maandschrift, gewijd aan de natuurkundige wetenschappen en hare toepassingen. 15 Januari 1885 - 5e jaargang

Tijd en beweging zijn zoo nauw met elkander verbonden, dat men in het dagelijksch leven van den tijd spreekt alsof hij zelf een beweging ware.    De tijd schrijdt langzaam of snel voort evenals een zich bewegend stoffelijk lichaam; hij begint, duurt lang of kort en eindigt gelijk iedere beweging kan doen, en het tijdelijke met het eeuwige verwisselen is voor velen een overgang van beweging tot rust.    Wat ons er toe brengt, om alzoo tijd en beweging te vereenzelvigen, is de omstandigheid, dat wij een beweging noodig hebben om den tijd te meten, en daar al onze maten gelijksoortig moeten zijn met hetgeen we willen meten, ging men den tijd zelf ook als een beweging beschouwen. Dat dit ten onrechte geschiedt en daarom ook de omschrijving van den tijd, als iets wat door beweging wordt gemeten, onjuist is, blijkt bij eenig nadenken, terstond.    Stellen we ons daartoe een stoffelijk punt voor, dat in beweging is: het verandert van plaats, waardoor we het begrip van richting verkrijgen; terwijl de verschillende richtingen, waarin de plaatsverandering kan geschieden, ons tezamen het begrip van ruimte of uitgebreidheid geven. Maar behalve door de richting, kenmerkt zich de beweging nog door iets anders: het stoffelijk punt kan niet op hetzelfde oogenblik twee verschillende plaatsen innemen; het moet achtereenvolgens van de eene plaats tot de andere komen, en hierdoor krijgen we het begrip van tijd. De tijd of duur is alzoo een noodzakelijke eigenschap van elke beweging. Zonder beweging bestaat er voor ons geen tijd. Wel kan de rust ook eenigen tijd duren, maar alleen door de eene of andere gelijktijdige beweging kunnen we ons van dien tijd een begrip vormen.    Het is dus niet de beweging zelf, maar haar duur, van welken we ons bedienen om een andere tijd, hetzij van beweging of van rust, te meten.    De eenvoudigste maat is de duur van een gelijkmatige beweging, dat is die beweging, bij welke in elk even groot tijdsdeeltje een evenlange weg wordt afgelegd.    Om intusschen de gelijkheid dezer tijdsdeeltjes te kunnen beoordeelen, wordt weder een andere beweging vereischt. Deze moeielijkheid is niet op te lossen, zonder dat men van één beweging onderstelt, dat zij eenparig is. Reeds van overoude tijden her heeft men gemeend een gelijkmatige beweging waar te nemen aan de zon en de vaste sterren. Deze beweging nu, welke later gebleken is het gevolg te zijn van de dagelijksche beweging der aarde om haar as en die den duur van dagen, uren, minuten en secunden aangeeft, waarmede alle tijdsverloopen gemeten worden, wordt verondersteld eenparig of gelijkmatig te zijn. Met welk recht, zal men misschien vragen. Een rechtstreeksch bewijs voor de juistheid dezer vronderstelling heeft nog niemand gegeven, maar naarmate men verder in de kennis van de bewegingen der hemellichamen is doorgedrongen, werd de waarschijnlijkheid van die verondersteling grooter, ten minste voor zoover zij noodig is om een bruikbare maat van den tijd te leveren. "Door een duizendvoudige inductie," merkt de sterrenkundige Littrow op, "staat haar juistheid even vast als bijna al onze andere zoogenaamde waarheden, aan welke geen verstandig mensch twijfelt, ofschoon hij in groote verlegenheid zou geraken, als hij daarvan een rechtstreeksch, onomstootelijk bewijs moest geven."    De sterrenhemel is alzoo onze natuurlijk klok, de eenige betrouwbare, zonder welker aanwijzing al onze bezigheden, die aan tijd gebonden zijn, aan de schromelijkste verwarring zouden blootgesteld zijn.    Zoolang de beweging der hemellichamen nog niet zeer nauwkeurig bekend was, strekte bij deze wereldklok de zon als wijzer; toen de sterrenkundigen later ontdekten, dat deze wijzer niet geheel gelijkmatig voortliep, namen zij tot de vaste sterren hun toevlucht en namen den sterretijd aan of voerden zij dienovereenkomstig een denkbeeldige, volkomen eenparig loopende zon in, die ten behoeve van het dagelijksch leven den zoogenaamden middelbaren tijd aanwijst, naar welken al onze kunstige uurwerken tegenwoordig geregeld worden. Deze kunstige uurwerken zijn onmisbaar, omdat niet iedereen in staat is, de beweging der hemellichamen te volgen en dit zelfs aan den praktischen sterrenkundige zeer dikwijls gedurende geruimen tijd belet wordt.    De kennis van de werktuigen, die in den loop der tijden bij verschillende volken tot het meten van den tijd gebruikt werden, is zeer belangwekkend; de wijzer van den tijd is ook een onbedriegelijke wijzer van de maat der ontwikkeling.    De eerste kunstige tijdmeters waren hoogst waarschijnlijk zonnewijzers, berustende op den veranderlijken stand en de verschillende lengte der schaduw, welke ondoorschijnende, door de zon verlichte voorwerpen, achter zich vertoonen. Maar ook de zand- en waterloopers waren reeds in de alleroudste tijden als zoodanig in gebruik. Hoe onvolkomen deze tijdmeters ook waren, tot in het laatst van de 17de eeuw kende men voor huiselijk gebruik geen andere. Eerst na dien tijd werden de waterloopers algemeen door raderuurwerken vervangen, ofschoon deze reeds omstreeks het midden van de 14de eeuw bij torenklokken waren aangebracht.    De waterlooper of clepsydra van het grieksche kleptein, stelen of onttrekken en hudoor, water) bestond in zijn eenvoudigsten vorm uit een met water gevulden cilinder, in welks bodem een zeer kleine opening gemaakt was, waardoor het water uitliep; dit uitstroomen geschiedt echter niet gelijkmatig, immers naarmate het water afloopt, wordt de snelheid van uitstrooming kleiner. Gesteld, dat in een bepaalden tijd het geheele vat ledig loopt, dan zal, als het water zuiver en de opening zeer klein is, bv. in het eerste vierde gedeelte van dien tijd reeds nagenoeg het 7/16, en in de eerste helft van dien tijd reeds het 3/4 gedeelte van het water uitstroomen, enz. Houdt men echter den cilinder door een bijzondere inrichting steeds met water geheel of tot onveranderlijke hoogte gevuld, dan zullen in gelijke tijdsverloopen ook ten naasten bij gelijke hoeveelheden vloeistof uitloopen. Voor een nauwkeurige tijdsbepaling konden de waterklokken niet dienen, gelijk reeds Ptolemaeus (150 n. C.) opmerkte, dat zij voor sterrenkundige waarnemingen te onvolkomen waren. Des te meer nog geldt dit van de zandloopers.    Bij al haar eenvoud kregen toch lamgzamerhand de waterklokken een eenigszins vernuftiger samenstelling. Ten bewijze daarvan kan de hiernevens afgebeelde waterklok strekken, welke afkomstig is van een Karthuizer monnik.    Het bezwaar bij de eenvoudigste ingerichte waterklokken, dat men telkems op nieuw water moet aanvoeren, is hier uit den weg geruimd; de vloeistof behoeft niet vernieuwd te worden; eenzelfde kleine hoeveelheid water, alkohol, petroleum of welke niet al te vluchtige vloeistof men wenscht te gebruiken, blijft onbepaald dienst doen. Ook het opwinden is even eenvoudig als bij onze tegenwoordige huisklokken.

image fig.1

In de afbeelding is deze clepsydra voorgesteld in verbinding met een wekinrichting, de haar samengestelder doet schijnen, dan zij werkelijk is. Laten we voor een oogenblik deze wekinrichting buiten beschouwing, dan bestaat de klok eenvoudig uit een gesloten hollen cilinder of trommel A (fig. 1), gevormd uit twee vlakke cirkelvormige en zes cilindervormig gebogen metalen platen; deze laatste dragen inwendig zes normaal staande plankjes Aa, welke elk aan hun voet van een kleine opening o zijn voorzien (fig. 2). De trommel is voor een derde met vloeistof gevuld. Hij kan om een horizontale as, door zijn midden gaande, draaien en daarbij tegelijkertijd dalen. Daartoe is om de as, aan beide zijden van den trommel, een dun koordje P (fig. 2) gewonden, welks eene einde op de as is bevestigd, vlak tegen den trommel aan, en het andere aan een hooger ophangpunt C" (fig. 1). Als de beide koorden tegelijkertijd en evel snel afwinden, zakt de trommel al draaiende om zijn as, zoodat deze as steeds horizontaal blijvende, zich langs de verdeelde lat B verplaatst; de verdeelingen geven het uur van den tijd aan (in fig. 1 is het 11 1/4). Hoe dunner de as is en hoe fijner de koordjes zijn, des te langzamer daalt de trommel en des te kleiner zullen dan de verdeelingen moeten zijn. De dalende beweging kan zelfs even langzaam zijn als de draaiende der uurwijzers van een gewone klok. De trommel toch kan niet zakken zonder om zijn as te wentelen, waarbij de vloeistof zich moet verplaatsen; hetgeen echter door de fijne openingen o in de plankjes slechts zeer langzaam kan geschieden. De koordjes wikkelen dus ook slechts langzaam gelijkmatig af, zoodat men zeggen kan, dat de doorloopen verdeelingen evenredig zijn met den duur en deze dus toto maat van den tijd kunnen strekken.

De vloeistof wordt door een opening, welke later weer dicht gesoldeerd wordt, binnengelaten.    De verdeelde schaal wordt op de lat B aangebracht door den stand van de as met de aanwijzingen van een uurwerk te vergelijken; men ontwijkt hierdoor den invloed van de ongelijke dikte der as en van de koordjes. Voor het aanbrengen der schaal behooren de koordjes een zekeren tijd gespannen geweest te zijn, om later niet te rekken. Dit is echter niet geheel te voorkomen, tengevolge van de veranderingen in den vochtigheidstoestand van den dampkring en van die der tempareatuur. Men moet dus van deze klok geen bijzonder nauwkeurigen gang verwachten. Om haar op te winden, draait men de as van den trommel tusschen de vingers, alsof men een cigarette maakt.    Met een weinig handigheid en wat hulp van een blikslager is iedereen in staat zich zulk een klok, die volgens den ingenieur L Poillon vrij voldoende loopt, voor een luttele uitgaaf aan te schaffen.

image fig. 2

image fig. 3

Wat den wekker betreft, van welken de klokken in de kloosters naar men meent, het eerst voorzien werden, om de monniken tot hun morgengebeden op te wekken, deze kan zeer verschillend ingericht worden. In fig. 3 is een eenvoudige inrichting aangewezen. De as van den trommel A stoot al dalende op het gewenschte oogenblik tegen een hefboom L, welks korte arm het gewicht P draagt. Bij het draaien van den hefboom valt dit gewicht af, hetwelk dan den hooger geplaatsten hefboom D uit den stand van evenwicht trekt, waardoor het zware gewicht P' in staat gesteld wordt een eenvoudig raderwerk in beweging te brengen, om een klepel tegen een daaromstaande klok te doen aanslaan. Het mechanisme M dient om door middel van een drukschroef den hefboom L op de behoorlijke plaatsen aan de lat te bevestigen.    De beschrijving dezer eenvoudige waterklok bracht een anderen Franschen ingenieur, die zich M.P. teekent, op het denkbeeld, haar op de volgende wijze te veranderen in een klok, de behalve uren, ook minuten kan aanwijzen.    Een houten kistje, welks voorzijde den vorm heeft van een halven cirkel boven een vierkant, in welks midden zich een in minuten verdeelde wijzerplaat bevindt, vervangt den blikken trommel. Zijn as rust op tweee kussens en is omwonden door een koord, aan welks einde een zoo zwaar gewicht hangt, dat de trommel nu juist eenmaal in het uur omwentelt. Op de as is een wijzer bevestigd, die de minuten aangeeft en op zijn verlengde aan de andere zijde van de as een vleugel draagt, welke als tegenwicht en voor het opwinden dient. Boven de minuten-plaat bevindt zich een kleinere, van rechts naar links in uren verdeeld, en daar achter een kartonnen schijf op een as van ijzerdraad en met 24 tanden, loodrecht op haar vlak geplaatst (24 luciferstokjes daarop gelijmd). De trommel is aan den rand voorzien van een ijzeren staafje, dat bij elke omwemteling van den trommel, de kartonnen schijf over één tand omdraait; een naald op de as van deze schijf wijst de uren aan. Het geheel vormt een kubus met zijden van 350 millimeter lengte en het geheel afgewikkelde koord is 800 millimeter lang.    Eenvoudiger zal wel geen klok, die uren en minuten aanwijst, gemaakt kunnen worden.

H.

webdesign & copyright © 2001-2004 Eveline

↑