El rincón de la Ciencia I.S.S.N.: 1579-1149

nº 38 (noviembre-2006)

La clepsidra y Galileo Galilei (RC-95)


F. Sotres (IES Gregorio Marañón. Madrid)


Un poco de Historia de la Ciencia  

Ante la imposibilidad de medir períodos de tiempo en los días nublados o durante la noche, es por lo que en Mesopotamia se empieza a utilizar la clepsidra, un recipiente de barro que se llenaba con agua que fluía por un pequeño agujero. El hecho de que al bajar el nivel de agua, la velocidad de salida disminuyera de acuerdo con la ley

 

hacía que fueran instrumentos sumamente imprecisos.

El  griego Ctesibius (285-222 AC), colaborador de Herón de Alejandría, es el que la perfecciona con un diseño  metálico y un rebosadero que permitía que el flujo de agua fuera constante . A pesar de ello eran aparatos muy imprecisos (se comenta que no había dos que midieran igual dos tiempos iguales), debido al desgaste de las piezas, a la distinta viscosidad del agua con la temperatura, etc. Varios siglos después , Galileo Galilei, en su intento de medir el tiempo que invierte una bola al descender por un plano de inclinación  constante desde distintas alturas, la utiliza como cronómetro recogiendo los volúmenes de agua que manaban de la clepsidra en cada intervalo de tiempo que invertía  una bola. Es sabido que, minimizando los rozamientos, obtuvo que la  aceleración de caída es

 

Materiales y descripción  de la Clepsidra  

Basándome en una descripción que de ella hace la Enciclopedia Británica, la simplifiqué para su exhibición en la IV Feria de Madrid por la Ciencia, usando los siguientes materiales :  

Como se ve en las imágenes, el agua cae del depósito superior con un caudal que regula un grifo,  sobre un embudo con un rebosadero en su parte superior. Una llave que hay  después del embudo, hace las veces de otro grifo que regula también el caudal a fin de conseguir un nivel de agua constante en el rebosadero.

A la salida de esta tubería, el agua cae en el interior de un depósito en cuyo interior hay una varilla unida a un flotador, que asciende con él. Calibrado nuestro reloj , nos permitía cronometrar tiempos de media  hora, que medíamos en las marcas de una regla varilla próxima a la flecha .

Utilización práctica

Al igual que hacía Galileo, podemos usarla para medir el tiempo que una bola de acero tarda en caer por un tubo de una pulgada de sección y dos  metros y medio de largo, al que se le han practicado cinco muescas que permiten lanzar la bola desde cinco posiciones distintas, para que recorra intervalos diferentes.

Podemos recoger el agua correspondiente a cada intervalo en  cinco tubos de ensayo. Como estos volúmenes son proporcionales a los tiempos,  ya podemos elaborar la clásica tabla, y dibujar la gráfica espacios- tiempos. Podemos,  también, comparar con los tiempos medidos con un cronómetro actual.  

Ángulo

distancia

volumen

Tiempo con nun cronómetro digital