19세기 볼 작동식 시간 측정 장치.

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200년 전에 유행했던 진자 시계와는 달리, 윌리엄 콩그리브가 발명한 시계는 작은 공의 움직임으로 시간을 측정합니다.

19세기 볼 작동식 시간 측정 장치. — 공이 굴러가는 시계의 작동 원리. 영상 : Vimeo

19세기 초, 대부분의 시계는 진자의 규칙적인 진동을 통해 시간을 측정했습니다. 그러나 영국의 발명가 윌리엄 콩그리브(1772-1828)는 작은 공을 이용해 시간을 측정하는 독특한 시계를 발명했습니다.

콩그리브 볼 롤링 시계는 지그재그 무늬가 새겨진 황동판으로 구성되어 있습니다. 작은 황동 구슬이 지그재그 홈과 경사진 판 위를 굴러갑니다. 홈 끝에서 구슬은 레버와 스프링에 부딪히면서 판의 끝부분을 들어 올려 경사 방향을 반전시키고 구슬을 뒤로 밀어냅니다. 또한 레버는 구슬이 홈을 따라 굴러간 시간만큼 시계 바늘을 앞으로 밀어냅니다. 대부분의 모델에서 이 시간은 15초이지만, 크기가 큰 시계의 경우 최대 1분까지 걸릴 수 있습니다.

콩그리브가 공을 동력으로 사용하는 시계를 발명한 것으로 흔히 알려져 있지만, 그의 설계가 최초는 아니었습니다. 프랑스의 발명가 니콜라 그롤리에 드 세르비에르와 독일의 시계 제작자 요한 자일러는 이미 17세기에 비슷한 시계를 만들었습니다.

일각에서는 콩그리브가 이러한 디자인의 존재를 알지 못했다고 주장하지만, 빈티지 시계 관련 웹사이트를 운영하는 마크 프랭크에 따르면 콩그리브는 요한 사일러의 시계에서 몇 가지 세부 사항을 차용했을 가능성이 있다고 합니다. 특히 두 디자인 모두 지그재그 선을 사용한다는 점에서 그렇습니다(그롤리에의 볼 베어링 시계는 직선을 사용합니다). 한 가지 차이점은 사일러의 디자인은 여러 개의 볼과 고정된 평판을 사용하는 반면, 콩그리브는 하나의 볼과 경사진 평판을 사용한다는 점입니다.

공으로 작동하는 시계의 정확도는 외부 요인에 매우 민감합니다. 시계를 맞추려면 극도의 정밀함이 요구됩니다. 1837년 버킹엄 궁전의 공 시계 시간 조정을 담당했던 직원들은 이 시계를 "지금까지 만들어진 기계 중 가장 복잡하고 다루기 힘든 기계"라고 묘사했습니다.

스코틀랜드 국립 박물관의 기술 보존 전문가인 대런 콕스 역시 두 달 동안 시계 복원에 애를 먹었다. "시계와 기울어지는 판(앞면과 뒷면)은 완벽한 균형을 이루어야 합니다. 먼지 유입을 막기 위해 임시 덮개를 만들었음에도 불구하고, 금속 구슬에 묻은 먼지를 제거하기 위해 최소 2주에 한 번씩 광택 작업을 해야 했습니다."라고 그는 설명했다.

"하지만 시계가 제대로 작동하려면 가장 중요한 작업은 이전에 휘어지고 뒤틀렸던 모든 레버와 평판을 조정하는 것입니다. 아주 작은 오차라도 생기면 공이 굴러가는 것을 멈추게 되고, 충분히 빠르게 굴러가지 않으면 연쇄 반응을 일으켜 기울임판을 들어 올릴 수 없게 됩니다."라고 그는 덧붙였다.

먼지 또한 큰 문제입니다. 공이 경사면을 굴러 내려가는 데 걸리는 시간은 홈과 공 자체의 청결도에 따라 크게 달라집니다. 게다가 금속은 온도 변화에 따라 팽창하거나 수축하여 홈의 길이와 공의 크기가 변합니다. 대런 콕스는 굴러가는 공 시계가 하루에 최대 45분까지 오차가 날 수 있다는 사실을 발견했습니다. 하지만 정확한 시간 측정 도구는 아니지만, 시각적으로 매력적이고 작동 방식이 흥미로워 구경꾼들의 시선을 사로잡습니다.

투 타오 ( 어뮤징 플래닛 에 따르면)

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