砂時計って時間を正しく測れるの?
この前バイト先で砂時計を見たんですよ
その時に「砂時計って久しぶりに見るな〜」と思ってちょっと遊んだりしていました
そこでふと疑問に思いました
「砂時計って昔からあるみたいだけど、本当に正しい時間測れるの?」って
そこで、今回はその砂時計について調べてみました
砂時計の仕組み
砂時計で重要な部分は二つあります
それが、砂と容器
特に、砂の大きさと容器のくびれの部分が大きな役割を担っているようです
砂時計では、大きさが一定の砂が用いられている
改めて砂時計を見てみると、本当に粒の大きさが揃っていました
そして、くびれの部分も種類によって微妙に太さなどが変わってくるみたいですね
調べてみた結果、砂時計の仕組みは案外単純なようでした
砂の粒が全部でどれだけ入っているかを把握しておく
それは、一粒ずつ数えるのでなく重さから推測ができるみたいですね
そして、一定時間でくびれを通過する砂の数は決まっている
この二つから、全部の砂が落ちるまでが計算できるとのことでした
参考にさせていただいたサイト
本当にそうやって時間を測定しているの?
仕組みについて説明を見てきましたが、少し疑問に思ったことがあります
それが「一定時間で落ちる砂の数が決まっている」という部分
確かに、くびれの太さが変わっていないため同じと言えるような気もしますが
上にある砂ってどんどん減るわけですよね
上にある砂というのはもちろん重さがあります
つまり、たくさん砂が上にあるときは重りが乗っている状態、そして砂がなくなってくると重りが軽くなっていくということだと思います
時間が経過するにつれて、重りの重さが変わってくる
それは砂の下に向かう力が変わってくるということではないのでしょうか?
そうすると、どうしても一定時間で落ちる砂の数が決まっていると思えません
力が大きい時には多く落ち、力が小さい時には少なくなるような気がします
自分で考えた結論として3つの可能性が思いつきました
(あくまで自分が考えたもので正しいという保証はありません)
一つ目が、「本当は一定時間に落ちる砂の数は決まっていない」というもの
最初はたくさん落ちていき、後になると少なくなっていく
ただ、最終的に全部落ちるまでの時間が一定になるだけというもの
二つ目が、「砂は軽いから重りとしてあまり働いていない」というもの
重りとして役割がない、つまり重さを無視できる
なので、一定時間毎に落ちる砂の粒の数は変わらないというものです
三つ目が、「何か現象がおちて、一定になっている」というもの
砂が落ちようとする力は働いているものの、その力に応じて何か別の力が働いているため実際には一定の力が加わっているように見える
そのため、落ちる砂の数は一定になるというものです
どれが正しいのか、あるいは全て間違っているのかというのはわかりません
しかし、知っている人がいたらぜひ教えてください!