“老師,你覺不覺得現在一直沒有一個精確計時工具很不方便?這些日晷、沙漏還有水漏什么的都太粗糙了。”
這天下午,嘉一找到伊姆,開頭就是關于鐘表的問題,或者說,叫計時工具。
“你又有什么事情嗎?”伊姆一聽嘉一的話,就知道他想要做些什么事情需要自己的幫助了。
嘉一說:“老師,我讀了你帶回來的論文合集之中關于運動三定律的論文,發現一件事情。”
“哦?什么事情?”
“如果我們在一根細線上面栓一個小球,那么小球擺動的時間是相等的,特別是在小角度下面,我通過運動三定律和重力加速度算出來,這個擺動時間再理論上也是相等的。”嘉一開始給伊姆解釋單擺。
“你怎么證明?”伊姆問道,如果不能有一個詳細的證明過程,那么你發明的理論基本上不說絕對錯誤吧,至少是不能認為是正確的。
“我們先以理想化的擺球和擺線組成一個單擺,擺線由質量不計、不可伸縮的細線提供;擺球密度較大,而且球的半徑比擺線的長度小得多,這樣可以將擺球看做質點...這樣,當線擺的角度特別小的時候,我們可以認為這是一個簡諧運動...“
嘉一開始拿出紙和筆,一邊畫圖,一邊給伊姆演示計算過程。
最后,他加以總結說道:“這樣,單擺的時間只和擺線的長度有關,和其他因素都沒有關系。如果我們選擇一個合適的擺線長度,就能夠根據這個來定時了。”
伊姆看了嘉一證明的過程和方法,不得不為他的敏銳洞察力感到嘆服,而且理論上,嘉一的方法是十分可行的。
他被嘉一說服了,開始和嘉一一起設計制作擺鐘。
既然決定開始制作擺鐘,首先需要定義的是最基本的單位,秒。這里的一整天是分為12時的,嘉一為了方便自己,按照前世的分法,說服伊姆將1時分割,成為了24小時制。然后,他又從圓盤的容易分割,古時候有也有60進制等角度,讓伊姆接收了一小時60分鐘,一分鐘60秒的設定。
這個是十分的必要的,如果不能確認基本的時間單位,接下來的工作就沒法繼續進行了。原來的時候魔法師們計時是通過標準的魔法沙漏,一個標準魔法沙漏漏完剛好24分鐘左右的樣子,但是沒有再繼續細分,只說幾沙漏時,幾十分之一沙漏時這些。
確定了秒的基本單位之后,嘉一開始根據公式計算一秒鐘的擺動需要多長的擺繩。這里的重力加速度和地球并不一樣,更加快一些,而且每一圈自轉的時間都要長一些。這就導致了,這里的一秒要比嘉一上輩子地球上的時間長,大概這里的1秒有1.25秒的樣子。