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A evolução na marcação do tempo
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Os meios de conservação e disseminação do tempo, sofreram
ao longo dos séculos uma grande evolução, marcada pelo
aperfeiçoamento constante de vários dispositivos
bastante engenhosos e singulares em sua evolução.
Partindo-se do Sol como referência natural em função dos dias e
das noites, os relógios de Sol foram acompanhados por outros
que utilizavam o escoar de líquidos, areia ou a queima de fluidos, até se chegar
aos dispositivos mecânicos que originaram as pêndulas.
Com a eletrônica e a descoberta do efeito piezoelétrico, os relógios a
quartzo passaram a servir como padrões, evoluindo posteriormente até
os dias de hoje.
Com a evolução na marcação do tempo, a referência da rotação do nosso planeta deixou de
ser confiável e embora sua translação ainda seja utilizada como referência
para o Tempo das Efemérides, é nos "Pulsar", estrelas de
neutrons com pulsações bastante regulares, que o homem busca agora, uma
referência estável que seja imune as variações de diversas origens
observadas no interior do Sistema Solar.
Em nosso País, desde o início de suas atividades no tempo do Império e
a partir de 1913, através de uma lei específica, o Serviço da
Hora do Observatório Nacional, vem gerando, conservando e disseminando a Hora Legal
Brasileira, seja por meios próprios ou através de emissoras de Rádio, TV e da EMBRATEL,
a todo o território nacional com diferentes níveis de exatidão e confiabilidades.
O atual sistema, com emissão centralizada no Rio de Janeiro, poderá ser aperfeiçoado e
expandido, beneficiando toda a comunidade usuária com as transmissões passando a provir de uma
nova estação emissora em Brasília, sem que sejam extintos os trabalhos já existentes
nos locais atuais.
Cronologia da marcação do tempo
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A história dos relógios acompanha, efetivamente, a própria história da
civilização. Iniciando-se por volta de 5000 anos passados registra
a evolução do homem em seu progresso através dos tempos até os nossos dias.
Iniciada a pouco mais de um século, a industrialização dos
relógios é relativamente recente. Na atualidade é uma das
indústrias mais evoluídas do nosso planeta, sendo produzidos em todo
o mundo cerca de 250 milhões de unidades anualmente. Isto sem
dúvida porque a medição do tempo foi, é, e certamente continuará a ser uma preocupação
permanente.
Século XXXI aC
3000 a.C. - Relógio de Sol. Surge o primeiro Gnomon.
Século XVI aC
1500 a.C. - Inscrição funerária egípcia menciona uma clepsidra, relógio de
água, construída para o rei Amenophis I.
Século X aC
950 a.C. - Homero menciona em suas obras os períodos do dia do ano solar.
Século VII aC
600 a.C. - Referência a um relógio de sol, chamado "pedra horária", construído na
Babilônia, por Beroso.
Século V aC
430 a.C. - Na Grécia começa a ser usada a clepsidra.
Século III aC
287 a.C. - Arquimedes inventa as rodas dentadas.
Século II aC
157 a.C. - Roma conhece a clepsidra, levada por Scipião Násica.
Século I aC
27 a.C. - É erigido no Campo de Marte, em Roma, um obelisco com a função de Gnomon.
Século III
250 - d.C. Surgem referências aos primeiros relógios de areia, ampulhetas.
Século VIII
721 - Y. Hang, astrônomo chinês, constrói uma clepsidra mecânica que indicava o movimento dos astros.
Século IX
885 - Alfredo o Grande usa velas para medir o tempo.
Século XI
1090 - O chinês Su-Sung publica um tratado sobre relógios de torre, movidos a água.
Século XIII
1251 - O arquiteto Villard desenha um escapamento de relógio.
1292 - É construído o relógio da catedral de Canterbury.
Século XIV
1330 - O abade Ricardo de Walingfard constrói o relógio astronômico de Santo Albano.
1380 - Surgem na península itálica os primeiros relógios domésticos.
Século XV
1459 - A fita de aço é pela primeira vez aplicada nos relógios como elemento motor, a mola.
1500 - Pedro Henlein, de Nuremberd inventa um relógio portátil.
Século XVI
1525 - O caracol é inventado por Jacob Zech, de Praga.
1530 - Começam a ser usadas platinas de latão nos relógios portáteis.
1549 - Os portugueses introduzem no Japão os relógios mecânicos.
1560 - Surge a corrente do caracol, que substitui o fio de tripa.
1570 - Inicia-se a aplicação das figuras animadas na relojoaria.
1549 - Os portugueses introduzem no Japão os relógios mecânicos.
1560 - Surge a corrente do caracol, que substitui o fio de tripa.
1570 - Inicia-se a aplicação das figuras animadas na relojoaria.
1582 - Galileu Galilei descobre o isosincronismo das oscilações do pêndulo.
1585 - Jost Burgi constrói um relógio com corda para três meses.
1587 - Começa em Genebra, Suíça, a fabricação de relógios.
1600 - Generaliza-se a produção e uso de relógios portáteis, que tomam as mais variadas formas.
Século XVII
1610 - Inicia-se o uso dos vidros de proteção sobre os mostradores e ponteiros dos relógios portáteis.
1640 - Galileu Galilei, com 76 anos e cego, dita a seu filho e a seu aluno Viviani todos os detalhes que permitiram a estes desenhar o célebre
relógio de Galileu, provido de um pêndulo e um escapamento livre.
1650 - Christian Huygens planeja a aplicação do pêndulo nos relógio.
1657 - É construído o primeiro relógio a pêndulo pelo relojoeiro Salomão Coster, de Haia.
1670 - O ponteiro de minutos começa a ser aplicado.
1675 - Christian Huygens inventa a espiral de aço, cabelo, para relógios de bolso, substituindo a cerda de porco.
1676 - Quare e Barlow criam a soneria de repetição, batendo horas e quartos, pela pressão do suporte da argola, nos
relógios portáteis.
1700 - Surgem neste século os primeiros relógios de azeite.
Século XVIII
1704 - Nicolas Fatio é o primeiro a produzir e usar nos relógios rubis perfurados como mancais.
1714 - O parlamento inglês oferece um prêmio para o construtor de um relógio que permitisse melhor determinação da longitude no mar.
1726 - George Graham inventa o pêndulo com compensação a
mercúrio.
1730 - O primeiro relógio Cuco é fabricado na Floresta Negra.
1748 - Pierre Le Roy apresenta à Academia de Ciências de Paris um escapamento livre.
1751 - É fabricado em Paris, por Le Plat, um relógio que carrega sua corda, com variações da pressão atmosférica.
1759 - Thomas Mudge inventa o escape a âncora para relógios portáteis, ainda usado em nossos dias, com algumas alterações, em todos os modernos relógios de pulso à corda.
1761 - John Harrison, com o seu cronômetro de marinha número quatro, resolve o problema das longitudes no mar e recebe do governo inglês uma parte do prêmio de 20 mil libras.
1761 - Pela primeira vez é usado o termo cronômetro por Pierre Le Roy.
1765 - Surge o ponteiro central de segundos.
1775 - John Arnold inventa o cabelo helicoidal, para cronômetros.
1790 - Abraham Louis Breguet melhora e introduz inovações importantes nos relógios de bolso, tais como corda automática, sistema a prova de choque, etc...
1800 - É inventada a pilha elétrica, por Alexandre Volta.
Século XIX
1830 - Pela primeira vez um pêndulo é acionado pela eletricidade pelo físico Zamboni, de Verona.
1840 - Lord Grimthorpe inventa o escape à gravidade, concebido especialmente para o Big-Ben de Londres.
1842 - Adrien Philippe inicia a fabricação de seus relógios de bolso, com corda pela coroa.
1856 - Louis Clement François Breguet idealiza um dispositivo eletromagnético, para carregar a corda dos relógios.
1865 - George Fréderic Roskopf inventa o escapamento econômico, com âncoras de pinos.
1880 - O casal Curie descobre as qualidades piezo-elétricas do cristal de quartzo.
1884 - O meridiano de Greenwich é aceito internacionalmente como o ponto inicial na escala dos meridianos para o cálculo das longitudes.
1884 - Thomas Alva Edison descobre a emissão termoiônica, efeito de Edison, que permitiu a criação da válvula eletrônica.
1891 - Sigismundo Riefler inventa um escapamento para pêndulo de Observatórios.
1900 - Inicia-se o uso dos relógios de pulso.
Século XX
1912 - Primeira Conferência Internacional da Hora em Paris: - unificação dos sinais horários por rádio. Uso universal do Greenwich-Mean Time.
1914 - John Harwood patenteia um dispositivo de corda automática, adaptado para os relógios de pulso.
1918 - H. E. Warren realiza o primeiro motor elétrico síncrono, para relógios.
1928 - A IAU recomenda a designação "Universal Time" para o dia solar médio em Greenwich contado a partir de meia-noite.
930 - Warren A. Morrison constrói o primeiro elógio a cristal de quartzo.
1935 - Comparações entre observações astronômicas e os relógios de quartzo em Postdam indicaram variações irregulares e imprevisíveis na rotação da Terra.
1941 - É fundado em São Paulo o Instituto Brasileiro de Relojoaria.
1942 - I. I. Rabi inicia as pesquisas relacionadas ao núcleo dos átomos, o que levará ao relógio atômico.
1948 - Surge experimentalmente o primeiro transistor, devido aos trabalhos de Willian Shochley.
1948 - O primeiro relógio atômico é construído no "National Bureau of Standard", EUA.
1948 - Pesquisas sobre relógios, comandados por sinais de rádio, são iniciadas no Brasil, por Dimas de Melo Pimenta.
1950 - Introdução da escala de tempo das Efemérides (ET).
1955 - Charles H. Townes orienta a construção do relógio atômico de Maser. (Fig.11)
1956 - J.R. Zacharias e R.T. Daly, apresentam o primeiro relógio atômico comercial.
1957 - Max Hetzel, da fábrica Hamilton dos EUA, apresenta o primeiro relógio de pulso eletrônico.
1958 -O Laboratório de Pesquisas Relojoeiras, de Neuchatel, constrói o primeiro relógio atômico suiço.
1958 - P. Bender do NBS (EUA), desenvolve técnica que permite mais tarde a construção de padrões atômicos de rubídio.
1959 - A fábrica Dimep do Brasil inicia as pesquisas para a fabricação de relógios a quartzo no Brasil.
1960 - As forças armadas americanas concebem o projeto para o sistema GPS de navegação que como subproduto permite a disseminação de tempo e freqüência no mundo inteiro, com grande precisão.
1967 - Aparecem no mercado mundial os primeiros relógios de pulso a quartzo, com mostradores e ponteiros convencionais.
1967 - A 13a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), passou a considerar o padrão de Césio, como base para a definição da unidade de tempo (segundo).
1969 - Criada a escala de Tempo Atômico Internacional(TAI).
1970 - Começa a funcionar no Brasil, no Observatório Nacional, o 1
° padrão Atômico de Césio.
1972 - Começa a ser comercializado nos EUA os relógios de pulso com mostrador digital de LED.
1972 - O novo sistema de Tempo Universal Coordenado (UTC), baseado nos padrões atômicos, passou a vigorar à partir de 1° de janeiro.
1973 - Aprovação do sistema GPS.
1974 - Chega ao Observatório Nacional, o 1
° Padrão Atômico de Rubídio.
1978 - Lançamento do primeiro dos 18 satélites que comporão o sistema.
1983 - Lançamento do oitavo satélite do sistema GPS.
1985 - Lançamento do décimo primeiro satélite do sistema GPS.
1987 - A fábrica de automóveis GM nos EUA planeja ter em seus automóveis receptores para o GPS.
1996 - Instalados no Observatório Nacional, 2 Masers de Hidrogênio da Marca KVARZ, os primeiros do Hemisfério Sul.
1997 - Instalados no Observatório Nacional, dois padrões de Césio HP5071A, os mais modernos da atualidade.
Relógio de Sol
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O relógio de Sol baseia-se no aparente movimento do Sol pela
abóbada celeste e na conseqüente deslocação da sombra projetada sobre uma
superfície plana ou curva, de um corpo iluminado por esse astro. Primitivamente
esses relógios eram bastante rudimentares, porém, de certa época para cá,
receberam muitos aperfeiçoamentos, obedecendo sua construção à Geometria
Descritiva.
É um instrumento destinado a determinar as horas do dia pelo
movimento da sombra de uma haste ou outro objeto, produzida pelos raios solares,
podendo ser fixo ou portátil. Podem ainda ser horizontais, verticais,
inclinados, cilíndricos, esféricos ou cruzados, sendo que os modelos mais em uso
foram os verticais e horizontais.
Nos relógios de Sol horizontais, verticais e inclinados,
normalmente os quadrantes são planos; nos cilíndricos, como o próprio nome
indica, as horas são assinaladas sobre um cilindro, nos esféricos em uma esfera,
e os cruzados por meio de uma cruz.
Os relógios solares na realidade não marcam as horas de forma
idêntica aos relógios mecânicos; estes dividem o dia exatamente em 24 horas,
cada hora em 60 minutos e cada minuto em 60 segundos; é uma divisão calculada
pelo homem e o período representado por 24 horas, de um relógio mecânico,
corresponde a um dia solar médio. Os relógios de Sol, muito embora marquem as
horas aproximadamente às dos relógios mecânicos, raramente coincidem com estes,
visto que assinalam as horas correspondentes ao dia solar verdadeiro. Vejamos
agora qual é a diferença existente entre o dia solar médio e o dia solar
verdadeiro. Denomina-se dia solar verdadeiro o tempo que o globo terrestre
demora em dar uma volta sobre seu próprio eixo, tomando-se como ponto de
referência o Sol. Sucede que, enquanto a Terra gira em redor de seu eixo,
percorre também uma parte de sua órbita de translação ao redor do Sol - a Terra,
portanto, ao girar sobre seu eixo, avança pelo espaço sideral, ou seja, tem dois
movimentos: o de rotação e o de translação.
Se os dois movimentos da Terra fossem regulares, os dias
solares teriam sempre a mesma duração, porém a órbita da Terra ao redor do Sol
não é uma circunferência mas sim uma elípse e isto faz com que o movimento da
Terra não seja regido pela lei do movimento uniforme, mas sim pela lei das áreas
ou leis de Kepler, uma vez que foram elas descobertas pelo célebre astrônomo
alemão João Kepler e enunciadas por ele em 1609; segundo essas leis, os astros,
em tempos iguais, não percorrem espaços iguais, mas sim áreas iguais. Por esse
motivo é que os dias de inverno e verão apresentam uma diferença em sua
duração.
Se compararmos as horas de um relógio de Sol em relação aos
relógios mecânicos, observaremos que o meio-dia solar oscila durante as diversas
estações do ano, sendo isso ocasionado pela aparente variação do movimento do
Sol pela abóbada celeste, decorrente do movimento de translação elíptica da
Terra.
Os relógios mecânicos, devido ao cálculo de suas engrenagens,
marcam um tempo sempre regular ou seja o tempo médio, que é a média anual de
todas as variações do tempo solar. Assim, nestes relógios os dias têm sempre o
mesmo número de horas, não apresentando nenhuma diferença de um dia para outro
durante todo o ano, pois medem o dia solar médio, que é o tempo em que a Terra
levaria para dar uma volta sobre seu eixo, tomando como ponto de referência o
Sol, se seu movimento de translação ao redor desse astro fosse rigorosamente
uniforme em todas as épocas do ano, isto é, se sua translação ao redor do sol
seguisse não uma elípse, mas uma circunferência.
Até fins do século XVIII, e mesmo princípios do século passado,
muitas obras foram escritas sobre a construção de relógios de Sol. Uma delas,
contendo 260 páginas, intitulado "Horographia sive Horologiorum descriptio", de
autoria de Ionnis Baptistae Cora, de 1697, nos mostra com que seriedade e
profundidade era tratada a "ciência da Horologia solar". E note-se, isto numa
época em que os relógios mecânicos estavam plenamente difundidos, já se
fabricando até mesmo relógios pequenos de bolso e a lei do pêndulo, havia mais
de 100 anos, tinha sido descoberta por Galileu Galilei!
FONTE:
CNPq - OBSERVATÓRIO NACIONAL
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Departamento Serviço da Hora - DSH