» «

כלי מדידה

סקסטנט
מה היה הסקסטנט ומה ימאים עשו בו?



סקסטנט (Sextant) הוא שמו של מכשיר אופטי ששימש למדידת זוויות בין עצמים. בעבר הוא שימש בעיקר לניווט ימי אסטרונומי, תחום בו הוא הפך חיוני ביותר. בעזרתו ניתן היה למצוא את מיקום הספינה בים בצורה טובה.

בזכות הסקסטנט יכול היה האדם לצאת מסביבות החופים המוכרים, אל עבר הים הפתוח וללב ים ממש.

הניווט נעשה על ידי מדידת הזווית שבין גרמי שמיים לאופק. מבט בעינית היה מראה בצד אחד את האופק ובצד השני את השמיים.

הסקסטנט פותח במאה ה-18 ועד אמצע המאה ה-20 הסקסטנט היה מכשיר הניווט החשוב ביותר לאוניות. קציני האוניות בדקו בו את מיקום הספינה, על ידי צפייה בעינית שלו. הם נהגו לכוון אותו כך שהוא יתביית על האופק, נהגו לומר "סמן" ואז היו רושמים את הזמן המדויק.

בסקסטנט ביחד עם שעון ועם כרונומטר ימי, ניתן היה לקבוע את מיקום הספינה באופן מדויק. טעות בדקה אחת בשעה תוביל לשגיאה במיקום של כמייל אחד (כ-1.6 קילומטר).

מקור שמו במילה הלטינית "שישית" (Sexstas). הסיבה היא שהקשת במכשירים הראשונים הייתה של שישית מעגל (60 מעלות). השם נשאר גם כשקשת המדידה הוכפלה פי שניים ל-120 מעלות.

כיום החליפו את המכשירים הללו אמצעי מיקום מודרניים וחדשניים, כמו ה-GPS. שיטה זו מבוססת על מדידת מיקום סופר מדויקת, שמתבצעת בעזרת רשת לוויינים וחיישני אולטרה סאונד.


כך ניווטו באמצעות הסקסטנט המתמטי (מתורגם):

https://youtu.be/AGCUm_jWtt4


הניווט היה לפי השמש:

https://youtu.be/CycmCFb-6VU


כך בונים סקסטנט לבד:

https://youtu.be/dCZJUVlbEnE


תולדות אמצעי הניווט בים:

https://youtu.be/4DlNhbkPiYY


וסרטון ארוך יותר המלמד את מדידת המיקום בעזרת סקסטנט:

https://youtu.be/DrAkrgZRb9Y?long=yes
קשר (יחידת מידה)
מדוע נקראת מידת המהירות בים "קשר ימי"?


בנהיגה בכלי רכב יבשתיים, כמו אופניים או מכונית, המהירות נמדדת בקילומטרים או במיילים לשעה. אבל כל מי שהתנסה או קרא על שיט באוניה או ביכטה, שמע ודאי את המונח קֶשֶר (Knot), או קשר ימי, המשמש למדידת המהירות בים.

לרשות ספנים בספינות עתיקות לא היו אמצעים כמו מפות מודרניות או מתקני ניווט מבוססי GPS. הם נזקקו לשיטה שתסייע להם לזהות את כיוון השיט הרצוי וכמה זמן עליהם לשוט עד שיגיעו לשם. מדידת מהירות הנסיעה של ספינה הייתה הכרחית כי ללא כלי שיאפשר אותה עלולים היו צוותי הספינות הללו להתרחק מהמסלול ולאבד את חייהם. מדידת המהירות של הספינה היה הכרחי כדי לנווט ולדעת מתי היא תגיע אל היעד.

המילה קשר מזכירה קשר בחבל ולמעשה זה העניין. כי הקֶשֶר הימי, הוא יחידת המדידה של המהירות הימית והיא קרויה על שם השיטה הקדומה למדידת מהירות של אוניות.

במאה ה-17, לפני מאות שנים, העלו ספנים אלמונים, בעלי יוזמה וכושר המצאה, רעיון למדידת המהירות. הם לקחו חבלים ארוכים וקשרו בהם קשרים, במרווחים מדויקים של 14.4 מטר. את החבלים הם שילבו במכשיר פשוט ביותר, שממנו יצאה חתיכת החבל עם הקשרים ובקצה שלה היא חוברה למשקולת עץ בצורת טריז. את טריז העץ המחובר לחבל השליכו אל המים, כשקצהו השני של החבל, זה עם המכשיר, נשאר מחובר לספינה.

וכך, תוך כדי שיט, שחררו המלחים את החבלים הללו. הם השתמשו בשעון חול למדידת פרק זמן קבוע, מה שנקרא "טיימר" (Timer). וכך ספרו המלחים כמה קשרים עברו באצבעותיהם בפרק הזמן המוקצב לשעון החול להשלים ירידה של כל החול. כך נהגו אז להכפיל את מספר הקשרים בשעה ולקבל את המהירות ב"קשר ימי".

כך נהגו הספנים כל הזמן לחשב את מהירות האוניה ונעשה חישוב של הממוצע שיאמר כמה מהר היא שטה. משידעו את מהירות הספינה הם חישבו בכל יום את המיקום שלהם בים וכמה זמן נותר להם עד שיגיעו ליעד שאליו הם מתכוונים להגיע.

כיום יש אמצעים חדשניים ומדויקים במיוחד למדידת מהירות הספינה. ספנים משתמשים ב-GPS, המבוסס על מדידת מיקום סופר מדויקת, שמתבצעת בעזרת רשת לוויינים וחיישני אולטרה סאונד. ועדיין, משתמשים גם היום במושג קילומטר הימי וגם בעולם התעופה. גם מטוסים מודדים את מהירותם בקשרים ובמיילים ימיים המבוססים על היקף כדור הארץ.

מדהים שכך הוליד מכשיר פשוט וחכם, שהומצא במאה ה-17, את המושגים המקובלים עד היום למדידת מהירות שיט ואף טיסה. קשר היא יחידה ששווה ל-1 מייל ימי לשעה. בקילומטרים היא בערך 1.852 קילומטר לשעה. קילומטר ימי מבוסס למעשה על היקף כדור הארץ. הוא שווה בדיוק לדקה של קו רוחב.


הנה מדידה של מהירות ומרחק הספינה באמצעות קשר:

http://youtu.be/LZY3FJGG_gQ?t=22s


והסבר על מדידת המהירות באמצעות קשרים בחבל:

https://youtu.be/RtvfYJFhYEg
מדחום
מי המציא את המדחום?



הממציא של מדחום הכספית הוא החוקר הפולני דניאל פרנהייט (Daniel Fahrenheit), שבמאה ה-18 ביסס את מד-הטמפרטורה שהמציא על אלכוהול ורק בהמשך חייו גילה שהכספית מתאימה יותר למדחום שלו. ואגב, הראשון שפיתח מד טמפרטורה, עוד בסוף המאה ה-16, וביסס אותו דווקא על התפשטות והתכווצות של אוויר, היה החוקר והמדען הנודע גלילאו גליליי.

האחראי למונח "מדחום" הוא המדקדק העברי שמואל שבח קנטורוביץ בשנת תרס"ג. המילה שטבע לתרמומטר נקלטה וכיום זה שמו הנפוץ של המכשיר בעברית. עם זאת, ראוי לדעת שמילה "מדחום" אינה מדויקת מבחינה מדעית. זאת מפני שמד זה לא מודד חום, אלא טמפרטורה.


הנה סיפור המצאת המדחום:

https://youtu.be/h2hGZllpStc


ועוד מסיפור ההמצאה של פרנהייט - המדחום:

https://youtu.be/ep0ed_IvzRQ
אוסצילוסקופ
מהו אוסצילוסקופ?



אוֹסְצִילוֹסְקוֹפּ (Oscilloscope) הוא מכשיר מדידה המציג באופן ויזואלי את האותות של מתח חשמלי (בציר האנכי), אל מול ציר הזמן, או כפונקציה של מתח חשמלי אחר (בציר האופקי). אלו מוצגים על גבי מסך קטן שבחזיתו של המכשיר.

ניתן לשפר את דיוק המדידה המוצגת על המסך, אל מול רשת עדינה המצוירות עליו ומחולקת לריבועים קטנים.

כמובן שהמכשיר יכול להציג את האותות של כל דבר שניתן לתרגם למתח חשמלי. החל מקולות וצלילים מוסיקליים, דרך פעימות הלב ועד לרטיטות של קרום כדור הארץ.

באוסצילוסקופ משתמשים לצרכים מגוונים. לא פעם הוא משמש לצרכים טכניים, כמו איתור של תקלות בציוד אלקטרוני. ברפואה תראו אותו לא פעם משמש כציוד מעקב רפואי של קצב פעימות הלב. בעולם האלקטרוניקה הוא שימש לא פעם לבדיקה של התנהגות האותות בכל נקודה במעגל אלקטרוני והשוואתם לאות שאמור או צפוי היה שיופיע בנקודה זו. כך נהגו לאתר לא פעם בעיות בתכנון ובתפקוד המעגלים הללו.

כמובן שבימינו עברו חלק מתפקודי האוסצילוסקופ הקלאסי, לביצוע של תוכנות מחשב משוכללות ודיגיטליות, המבוססות על חיישנים רגישים ומדויקים הרבה יותר.


הנה הסבר פשוט על האוסצילוסקופ:

https://youtu.be/ThrK2spjrLs


זהו האוסצילוסקופ:

https://youtu.be/SxZWcku_Sw0


כך נראה אוסצילוסקופ (עברית):

https://youtu.be/Eg3ID8Fhfgg


אפשר גם לעשות אמנות עם האוסצילוסקופ:

https://youtu.be/ytnt9l_WKxk


ושיח בחיוך עם אוסצילוסקופ שמראה את הדיבור (עברית):

https://youtu.be/AJSAS4n1wuI


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.