Читать книгу Le vignole des architectes et des élèves en architecture - Charles Normand - Страница 4

James Whitehurst ha pur esso costrutto un Cronometro simile a quello del Prof. Poleni, tale cioè che mediante tre diverse sfere segnava i minuti primi, secondi e terzi; ma che andando soggetto agli stessi inconvenienti del Poleniano non occorre parlarne di vantaggio.

Il sopra. lodato Prof. Poleni ha del pari immaginato un Cronometro con cui potè eseguire gli esperimenti relativi alla discesa verticale dei gravi, e determinare i tempi, che impiegano a descrivere degli spazj dati mediante l’efflusso del mercurio. Questa maniera di misurare le minute frazioni del secondo dal nostro Matematico immaginata riscosse gli encomj dall’ ab. Nollet, che ne vide il meccanismo allorchè nel suo viaggio d’Italia fu a visitare questa R. Università. L’apparato per eseguire gli accennati esperimenti esiste in questo Gabinetto di Fisica sperimentale, nè fu mai reso pubblico dal suo autore: e giacchè me ne vien fatta frequente ricerca, e fui più di una volta eccitato a farlo noto al pubblico, colgo questa occasione di pubblicarlo. Nè certamente, pubblicando io i miei tentativi per ottenere colla maggior possibile esattezza le più minute frazioni del secondo, non è fuori di proposito dar a conoscere quanto si è fatto dagli altri su tale argomento: tanto più che il metodo di misurare il tempo escogitato dal Prof. Poleni, quantunque sia figlio di quello del Galileo, nè sia, come appresso dimostrerò, di tutta quella esattezza che si desidera, ha nondimeno la sua originalità, ed è tanto ingegnoso, che merita di essere conosciuto.

tolommeo Ferracino, ed esiste in questo Reg. Gabinetto di Fisica sperimentale.

Descrizione dell’apparato immaginato dal Prof. Poleni per misurare il tempo impiegato da un grave, nella sua caduta verticale, col mezzo dell’ efflusso del mercurio.

La Fig. I. ( Tav. I. ) rappresenta tutto l’apparato veduto in prospettiva. ABCD è un piano di legno rettangolare, chiuso tutto all’intorno da una cornice, e posto orizzontalmente sopra un telajo munito di quattro piedi EFGH. Nel mezzo del detto piano evvi incassata una vaschetta di ferro abcd con un forellino nel centro seguato e. Accanto della vaschetta vi è scavato nella grossezza della tavola un emisfero, che finisce pur esso in un forellino i, talchè vi possa passare liberamente e facilmente un filo di seta per l’uso che più sotto verrò indicando.

Sul medesimo piano di legno, e presso il lato ad della vaschetta, sta piantato verticalmente uno stante di ferro Op, munito di due viti di pressione M, N. Dallo stante sporgono due lamine Qg, Lf, pur di ferro, le quali vengono ad essere parallele tra loro, ed al sottoposto piano di legno. La lamina Qg ha un foro in g, e l’altra lamina Lf ne ha uno in f.

La vasca abcd si deve riempiro di mercurio; ed acciocchè non esca pel forellino e si chiude al di sotto della tavola con un globo di ferro mezzo ricoperto di pelle. Ma qui pria di mostrar l’uso delle varie parti di questa macchina, parmi necessario avvertire, come a rendere più manifesto l’ingegnoso artifizio di questa macchina del nostro Poleni, e a farne più facilmente scorgere tutto ciò che ritrovasi al di sotto della tavola orizzontale, ne ho fatto disegnare la sezione per lungo, come sta nella Fig. II. Essa ci mostra appunto la metà dell’intero apparato, e insieme tutto quello, che vi è tanto sopra quanto sotto la tavola ABCD. Ciò posto, ecco in qual maniera si debbono porre le cose in ordine per eseguire l’accennato esperimento.

S’incominci dal chiudere il pertugio e della piccola vasca. A tale oggetto si adopera, come abbiam detto pur ora, un globo di ferro c mezzo coperto di pelle, come facilmente scorgesi nella Fig. II. Questo globo è forato per l’asse ce, cosicchè mediante un ago si può far entrare un filo di seta per c, e farlo attraversare pria tutto il gloho, indi il forellino della vaschetta. Ed acciocchè il filo non esca dal globo, nè possa il globo abbandonato cadere, si fa un nodo all’estremità della seta, e pria di far passare l’ago pel globo, s’infila un pezzettino di pelle, e poi si trapassa il globo, ed il pertugio e: indi stirando ben bene la seta, si fa che il globo colla parte ricoperta di pelle chiuda il foro e per modo che il mercurio non esca dalla vaschetta. Il filo poscia si fa passare pel foro g della lamina Q g (Fig. I. ) indi pel foro f della lamina Lf, e si ferma colla vite di pressione N, che nell’atto di tenerlo ben bene stirato lo preme; e in tale maniera il globo impedisce l’uscita al mercurio. Ma perchè il globo c, rompendosi il filo di seta, non cada al suolo; esso è munito di un anello, a cui sta attaccato il capo di un cordoncino, che all’altro capo tien legata una sbarretta di ferro y (Fig. I. ). Passata la sbarra per un’apertura bislunga x, fatta nella tavola accanto della vaschetta contenente il mercurio, s’incrocicchia la sbarra sopra all’apertura; e per tal guisa, rotto o tagliato, come dovrà farsi, il filo di seta, resterà la piccola sfera al cordoncino sospesa.

Or prendasi una seconda sfera di ferro R ( Fig. II.) munita di un anello parimenti di ferro, al quale si lega un cordone piuttosto forte di data lunghezza. Allo stesso anello, cui ė attaccato il cordone, si lega un filo di seta, che si fa passare pel foro i dal di sotto al di sopra della tavola; indi s’infilano i due pertugi, f ( Fig. I.) e facendolo quindi passare sotto la vite M lo si comprime talmente, che la sfera rimanga sospesa, come seorgesi nella Fig. II. L’altro capo del cordone ch’è attaccato al globo R. passa per la gola della girella Q posta al di sotto della tavola, indi per un anello di ferro r ben fermo, e si lega all’estremità t di un cursore tk. Ha questo cursore la figura di un catenaccio con un foro nel mezzo corrispondente a quello della vasca di ferro; ma ch’essendo molto più ampio, può la palla toccare immediatamente il fundo della vaschetta per chiudere il pertugio e. Ciò fatto si riempie la vaschetta di mercurio, e sopra il sostegno uuu si pone un vaso di vetro w, che corrisponde al di sotto del forellino della vaschetta: ed ecco tutto all’ordine per eseguire l’esperimento.

Tra f e g tagliansi con una forbice i due fili di seta, con che restando liberi sul medesimo istante i due globi, pur nel medesimo istante e discende il globo R, ed esce pel foro e il mercurio, che si raccoglie nel sottoposto vaso w. All’altro istante, in cui il globo R è in fine della sua caduta, cioè quando ha scorso uno spazio eguale al cordone R h Q, stira l’accennato cordone, e facendo scorrere il cursore da t verso Q, chiude nel medesimo istante la vasca, nè più fluisce il mercurio.

Perchè poi la pressione del mercurio si mantenga sempre la stessa, il che per l’esattezza dell’esperimento importa moltissimo, si pone sopra la vasca un coperchio parimenti di ferro zz ( Fig. III.), grosso quattro linee circa, nel cui mezzo vi è scavata una cavità emisferica, che termina in un forellino eguale a quello del fondo della vasca; e con tal mezzo procurava il Prof. Poleni di tener il mercurio sempre alla medesima altezza.

Ad oggetto poi di poter misurare il tempo, che impiega il grave R a descrivere gli spazj di 4, 9, 16 piedi, convien avere il comodo di poter fare un foro ϕ ϕ, che corrisponda ad un altro piano al di sotto della stanza, in cui è collocato il detto apparato. E il modo di misurarlo è quello che segue.

Si supponga che al globo R sia attaccato un cordone lungo 4 piedi. Tagliati i fili di seta, il globo discenderà descrivendo uno spazio verticale non maggiore di 4 piedi, giacchè il suo cammino viene determinato dalla lunghezza del cordone, che abbiam detto di 4 piedi; ed il mercurio, uscendo dal foro e entrerà nel vaso W dal principio sino alla fine soltanto del suo moto.

Ora si raccolga il mercurio del vaso W, e si tenga conto del suo peso. Si faccia in seguito discendere il globo da un’altezza di 9 piedi, e ciò fassi attaccando al globo un cordone di 9 piedi pur di lunghezza; e si tenga altresì conto del peso del mercurio uscito; e progredendo cogli esperimenti, si trova con sufficiente esattezza, che per gli spazj 1. 4. 9. 16. 25. i pesi corrispondenti del mercurio sono 1. 2. 3. 4. 5. vale a dire che i pesi sono come le radici degli spazj, e perciò rappresentano i tempi.

Questo metodo, prima che Atwood immaginasse quella sua ingegnosissima macchina, era sufficientemente esatto, e grandemente pregievole, giacchè a misurare in tal sorta d’esperimenti le più piccole frazioni del minuto secondo, nulla si conosceva nè di più esatto, nè di più semplice .

Difficoltà che necessariamente s’incontrano nell’uso del Cronometro del Professor Poleni.

Ma prima di tutto da questo strumento non si ottiene che la misura del tempo relativo, non già dell’ assoluto. E in fatti per ottenere la misura del tempo assoluto, converrebbe determinare la quantità di mercurio ch’esce dal pertugio della piccola vasca in un minuto secondo, il che ognuno confesserà essere sommamente difficile. E dove ancor si conceda che giugner si possa a conoscere precisamente l’indicata quantità di mercurio, rimarrebbe la difficoltà tuttavia di ridurlo comparabile, sendochè rimangono a superare seguenti ostacoli.

1.° Se il mercurio, che si adopera, non si mantiene sempre della medesima purità, gli esperimenti non saranno più comparabili; giacchè i Fisici sanno, che quanto più è puro, tanto più è scorrevole, e vice versa.

2.° La somma difficoltà di mantenere la superficie del mercurio nella vasca al medesimo livello, rende affatto incerti i risultati.

3.° Ne lieve ostacolo si è certamente che per conoscere la quantità di mercurio uscito nel tempo dell’esperienza, d’uopo è ricorrere ad una bilancia. Ben vedesi che tutto dipende dall’esattezza di questa; e quantunque aver si possano bilancie esattissime e sommamente sensibili, è sempre facile che nasca un qualche errore o da un lato o dall’altro, tanto più che si hanno a superare tutte queste difficoltà ogni volta che vogliasi fare una sola esperienza, A tutto questo si aggiunga che attaccandosi il mercurio alle comuni bilancie maggiormente si accresce la difficoltà di averne l’ esatto peso.

4.° Finalmente non si può conoscere il preciso momento in cui fluisce il mercurio dal pertugio del serbatojo, giacchè nell’istante in cui si apre l’uscita, non comincia esso precisamente a discendere, a motivo che il fluido deve impiegare del tempo a vincere la propria inerzia e la forza di coesione; il qual tempo essendo di una indeterminabile quantità forma un insuperabile ostacolo, e che viene a rendere decisamente imperfetto il modo di misurare il tempo mediante la discesa di un fluido per un dato pertugio.

Tal è la macchina dal Professor Poleni trovata per misurare il tempo impiegato da un grave nella sua verticale caduta, e tali sono le difficoltà, che a mio parere vi s’incontrano. E qui credo a proposito di soggiungere, come il Sig. Cav. Aldini, fu Professor di Fisica sperimentale nella Regia Università di Bologna, ed ora Consigliere uditore, ha pur egli ultimamente pubblicato una macchina con cui misurare il tempo mediante l’efflusso del mercurio, più elegante e meno complicata di quella del Professor Poleni, ma conoscendo anch’egli che il suo apparato non gli riusci con tutta la desiderata esattezza, ci ha promesso di rettificarlo, e pubblicarlo di nuovo.