Funktionsweise der Sanduhr
Die Sanduhr wird seit der Antike zur Zeitmessung verwendet. Ihr Funktionsprinzip ähnelt dem der Wasseruhr, jedoch wird hier Sand anstelle von Wasser eingesetzt. Sanduhren sind nach wie vor in einigen Regionen zu finden und bestehen aus zwei identischen Behältern, die durch einen schmalen Hals verbunden sind, der einen geregelten Fluss des Sands vom oberen zum unteren Behälter ermöglicht.
Die Sanduhr funktioniert durch die Symmetrie der beiden Glaskörper, wobei der kontinuierliche Sandfluss gewährleistet ist, vorausgesetzt, die Öffnung des Halses ist klein, aber ermöglicht eine ständige Bewegung des Sands zwischen den Behältern. Am Ende jedes Zyklus erfolgt ein natürlicher Abstieg des Sands. Die Dauer, die eine Sanduhr misst, variiert; die meisten messen Sekunden, einige Minuten, und andere sind speziell dafür konzipiert, Stunden oder Zeitintervalle von 12 bis 24 Stunden zu messen.
Das Funktionsprinzip beruht auf dem Fluss der Sandkörner vom oberen in den unteren Behälter. Die Fließgeschwindigkeit ist abhängig von der Art und Größe des verwendeten Sands. Dabei ist es wichtig, feinen Sand zu wählen, der zur Größe der Sanduhr passt. Durch die Anwendung mathematischer Gesetze lassen sich die Dimensionen der Öffnung berechnen, die notwendig ist, damit der Sand innerhalb der gewünschten Zeitspanne reibungslos fließen kann.
Einflussfaktoren auf die Sanduhr
Im Folgenden sind die wichtigsten Faktoren aufgeführt, die die Genauigkeit und Funktionsweise der Sanduhr beeinflussen:
- Die Menge oder das Volumen des verwendeten Sands.
- Die Größe und der Neigungswinkel des Glaskörpers.
- Die Qualität des Sands oder der granulierten Materialien, die trocken, gut geformt und konstant sein sollten, um einen reibungslosen Fluss zu gewährleisten. Früher wurden oft feiner Sand, Eierschalenpulver und Marmorstaub verwendet.
- Die Breite des Halses.
- Die Dichtigkeit des Behälters, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern, da diese das Gewicht des Sands erhöhen oder den Hals verstopfen kann.
- Die ebenmäßige Oberfläche, auf der die Sanduhr platziert wird.
Definition der Sanduhr
Die Sanduhr ist ein Zeitmessgerät, das aus einem Glasbehälter mit zwei Teilen besteht. Im oberen Teil befindet sich eine Menge Sand, die gewöhnlich innerhalb einer Stunde in den unteren Teil fließt. Somit wird die Zeit anhand des letzten herabfallenden Sandkorns gemessen. Um die Zeit erneut zu messen, wird der Behälter einfach umgedreht, nachdem das letzte Korn gefallen ist, und dieser Vorgang kann wiederholt werden.
Sanduhren waren die ersten Werkzeuge zur Zeitmessung. Sie zeichnen sich durch Wiederverwendbarkeit, einfache Herstellung und zuverlässige Genauigkeit aus. Sanduhren wurden früher zur Zeitbestimmung auf See verwendet und fanden auch in Kirchen, Industrien und beim Kochen Anwendung.
Marine-Sanduhrflaschen wurden auf Schiffen eingesetzt, da sie das verlässlichste Instrument zur Zeitmessung während der Seefahrt darstellten, im Gegensatz zur Wasseruhr. Sanduhren sind nicht von den Bewegungen des Schiffes beim Segeln betroffen, während Flüssigkeiten in Wasseruhren bei Temperaturänderungen leichter zu Kondensation neigen.
Geschichte der Uhr
Die ersten mechanischen Uhren wurden im frühen 14. Jahrhundert in Europa erfunden und stellten ein präzises Hilfsmittel zur Zeitmessung dar. Mit der Erfindung der Pendeluhr und der Sanduhr begann ein qualitativer Wandel. Im Laufe der Zeit entwickelten sich Ideen und Werkzeuge weiter, da viele Komponenten miteinander kombiniert wurden, was zur Entstehung der Zeitmessinstrumente führte, die wir heute nutzen.