تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
The Sandglass
المؤلف:
Franklin Potter and Christopher Jargodzki
المصدر:
Mad about Modern Physics
الجزء والصفحة:
p 14
5-10-2016
354
The Sandglass
For a sandglass timer one could simply have a straight glass or plastic tube with equally spaced markings and then the whole tube would be inverted to start the time measurement. Why do ruled sandglasses have a tapered “hourglass” shape instead?
Answer
The hourglass shape ensures that the time scale on the glass is uniform, with equal distances between scale divisions corresponding to equal time intervals. If the sandglass didn’t taper, the top of the sand column would descend at increasing speed. We can mathematically determine the proper shape. The speed, V, at which the sand is escaping from the opening is given approximately by Torricelli’s formula V ~ , where g is the local acceleration of gravity and y is the height of the sand column in the upper glass. Let A = πr2 be the circular cross-sectional area of the upper glass at the top of the sand column and v the speed at which this top is falling, then Av = aV, where a is the area of the opening, because the sand is approximately incompressible. Substitution produces y ~ cr4, with constant c = π2v2/(2ga2). A plot of y versus r will produce the familiar hourglass shape.
Sandglasses without time interval markings have been used since before the fourteenth century to time speeches at town meetings and other events. When the sand had run its course, the speaker’s time was done. They are still used today in some board games and as kitchen timers. Sandglasses with ruled markings haven’t been so popular, being replaced early on by mechanical watches and clocks.