Широкая, многофункциональная логарифмическая линейка
Автор Instructables под ником landimatteo решил изготовить очень широкую и многофункциональную логарифмическую линейку. Давайте посмотрим, что у него получилось.
Здесь мастер находит отдельные файлы со шкалами, которые можно комбинировать в самодельной линейке как угодно. Это позволяет получать линейки различной ширины, зависящей от количества шкал. Мастер составляет линейку с нужным ему набором и расположением шкал. У него получается PDF-файл, который он выкладывает сюда.
И печатает шкалы:
На подвижную планку приклеивает изоленту, чтобы она перемещалась туго:
При помощи двухстороннего скотча склеивает конструкцию, оставляя среднюю планку подвижной, примеряет распечатку:
Разрезает её на полоски, и подвижная планка снова обретает подвижность:
Изготавливает верхнюю часть движка, проводит на ней вертикальную полоску:
А затем и полностью собирает движок из оргстекла и двух монет:
Несмотря на значительную ширину, пользоваться линейкой довольно удобно. Желательно также изготовить какой-либо футляр для её хранения и переноски.
Источник
Логарифмическая линейка – аналог персональных компьютеров
Большинство видело логарифмическую линейку (или счётную линейку) только на картинке или в фильмах, таких как «Титаник» (1997 год), «Этот остров Земля» (1955 год) и «Аполлон-13» (1995 год). Если Вы являетесь поклонником «Звёздного пути», то должны знать, что Мистер Спок в нескольких эпизодах пользуется логарифмическими линейками «Jeppesen CSG-1» и «B-1». Однако было время, когда инженеры ходили не с калькуляторами или мобильными телефонами, а логарифмическими линейками на поясе. Логарифмическая линейка «Pickett» полетела на Луну вместе с космонавтами, а линейка от «K&E» сделала возможным создание атомной бомбы.
Логарифмические линейки являются частью математики и истории. Они не подвержены влиянию электромагнитных импульсов, а, значит, способны пережить Апокалипсис, который нам все пророчат. В случае с логарифмическими линейками, как и многими другими вещами в этой жизни, действует правило: чем больше, тем лучше.
История логарифмической линейки
Логарифмическая линейка была разработана английским математиком Уильямом Отредом в XVII веке. Она сохраняла свою популярность среди людей, которые всерьёз занимались математикой, вплоть до начала 1970-х годов. На самом деле идея выполнения различных вычислений при помощи линейки в то врем не была новой. Ранее Эдмунд Гюнтер разработал сектор с таким же делением, как и у логарифмической линейки, но чтобы с помощью него решить какую-либо проблему, Вам необходим был отдельный набор делительных циркулей. Прибор Отреда представлял собой круговую логарифмическую линейку. Один из его учеников, Ричард Деламейн, утверждал, что также изобрёл логарифмическую линейку. Оба мужчины обвиняли друг друга в воровстве идей.
Современные учёные считают, что они одновременно создали круговую логарифмическую линейку. Деламейн первым публично сообщил о своём изобретении, однако Отред, по всей видимости, завершил разработку логарифмической линейки раньше, чем его ученик.
Обычная логарифмическая линейка была создана Отредом примерно в 1650 году.
Теория логарифмической линейки
Логарифмические линейки связаны с открытием логарифмов Непером. Логарифмы играли важную роль в мире докомпьютерной математики. Давайте рассмотрим в качестве примера десятичный логарифм. Если 10 возвести в квадрат, получится 100. Следовательно, логарифм 100 равен 2. Если Вы возведёте 10 в пятую степень, то получите 100000. Отсюда, логарифм 100000 равен 5. Полученные цифры не обязательно должны быть целыми числами. Так, к примеру, логарифм 200 равен 2,3.
Если бы Вы тратили много времени на вычисления, то непременно создали бы таблицу чисел и их логарифмов. Вопрос: зачем? Ответ простой. Предположим, Вы захотели умножить два числа – 200 и 100. Это достаточно просто сделать, не прибегая ко всяким хитростям. Вы записываете на листке бумаги «200х100» и умножаете каждую цифру. При помощи логарифмов сделать это намного легче. Логарифм 200 равен 2,301, а логарифм 100 – 2. Сумма логарифмов 200 и 100 составляет 4,301 (2,301+2). Если Вы возведёте 10 в степень 4,3, то получите не совсем точный ответ (19998,6), поскольку мы округлили логарифм 200. Очевидно, чем больше цифр в Вашей таблице, тем лучше.
Это не совсем удачный пример. Но если Вам нужно умножить 7329 на 8115, то зная логарифмы этих чисел (3,8650 и 3,9093 соответственно), выполнить данное вычисление Вам будет очень легко. Возведите 10 в степень 7,7743, и Вы узнаете правильный ответ – 59470282 (на самом деле 59474835, но, опять же, очень близко).
Каким образом это связано с логарифмической линейкой? Логарифмическая линейка представляет собой эффективную таблицу логарифмов, выполненную из дерева, пластика или металла. Отметки наносятся на поверхность на основании логарифма числа, однако обозначаются реальными цифрами, то есть расстояние между 0 и 1, к примеру, намного больше, чем расстояние между 8 и 9.
Давайте рассмотрим принцип пользования логарифмической линейкой на простом примере: 2х3. Сдвиньте шкалу С таким образом, чтобы единица оказалась над цифрой 2 на фиксированной шкале D. Затем установите движок на отметке 3 на шкале С. А теперь Вам нужно всего лишь взглянуть на цифру на фиксированной шкале D, чтобы получить ответ (6). Принцип пользования логарифмической линейкой очень легко понять, если Вы держите её в руках. Также Вы можете воспользоваться веб-симулятором, доступным по ссылке. Скриншот расчёта Вы можете увидеть ниже.
Если Вы имеете дело с большими числами, сначала уменьшите их в n-ное количество десятков раз, а после мысленно увеличьте во столько же полученный результат. К примеру, чтобы вычислить произведение чисел 20 и 30, Вам необходимо сначала уменьшить их в 10 раз, а после в 100 раз увеличить полученный результат.
Деление и прочие операции
Деление работает почти так же, однако основано на вычитании. Если Вы сдвинете шкалу С таким образом, чтобы цифра 3 оказалась над 6 на фиксированной шкале D, то сможете под 1 на шкале С увидеть ответ 2 (шкала D). Не запутаться в числах Вам поможет прозрачный пластиковый движок с тонкой линией посередине. В некоторых линейках даже есть небольшое увеличительное стекло, позволяющее лучше рассмотреть отметки на шкале.
Получение правильного ответа
В отличие от калькулятора, логарифмическая линейка, как правило, требует, чтобы Вы имели некоторое представление об ответе, чтобы интерпретировать результаты. Также Вы должны быть в состоянии увидеть разницу между, скажем, 7,3, 7,35 и 7,351. Вот почему чем больше, тем лучше.
Обычная логарифмическая линейка имеет длину около 25 сантиметров. Карманные линейки были короткими, но непрактичными. Также существовали огромные логарифмические линейки, предназначенные для использования в классе (длина некоторых из них достигала 2 метров 15 сантиметров). Для более точных вычислений инженеры пользовались линейками, по форме напоминающими цилиндр. Они были эквивалентом логарифмических линеек длиной до 10 метров.
Выше изображена логарифмическая линейка Отиса Кинга, которая соответствовала линейке длиной 170 сантиметров, однако легко умещалась в кармане. С виду она очень похожа на телескоп. На самом же деле это логарифмическая линейка со шкалой, нанесённой по спирали вокруг инструмента. На линейке Отиса Кинга было больше цифр, чем на обычной логарифмической линейке, однако вычисления, производимые с её помощью, зачастую оказывались не совсем точными.
Как начать коллекционировать логарифмические линейки и где их взять?
Многие думают, что логарифмические линейки трудно коллекционировать, однако на самом деле это довольно легко и недорого. В своё время они были широко распространены, однако после изобретения калькулятора и компьютера вмиг стали никому не нужны. Если постараться, то можно найти людей, у которых сохранились бывшие в употреблении или абсолютно новые логарифмические линейки.
Сайт eBay – место, где Вы, как показывают результаты поиска, сможете найти более 3000 логарифмических линеек. Также их можно приобрести по дешёвке в местных магазинах. Часто люди не понимают, для чего нужны логарифмические линейки, поэтому только рады избавиться от них. Кроме того, если люди узнают, что Вы коллекционер, они могут просто так подарить Вам логарифмические линейки, которые некогда принадлежали их дальним родственникам. Им будет приятно знать, что Вы их сохраните.
Если Вы решили купить логарифмическую линейку, убедитесь, что у неё работает шкала С и не запотевает прозрачный движок. Их ремонт или замена – весьма кропотливый труд. Также избегайте линеек со следами коррозии или выцветшими отметками. Их можно восстановить, но это требует немало сил и времени. В Интернете можно найти советы, как правильно чистить различные линейки.
Если Вы приобрели логарифмическую линейку, то должны помнить, что она, как и любая другая вещь, требует особого ухода. Чтобы её подвижные части хорошо работали, протирайте их полиролью для мебели (если линейка деревянная). Раньше люди смазывали железные логарифмические линейки вазелином. Важно также постоянно поддерживать логарифмическую линейку в чистоте и следить за тем, чтобы грязь не попадала под движок.
Также не следует оставлять линейку под прямыми солнечными лучами. Кроме того, старайтесь избегать использования мыла, воды и других веществ, которые могут повредить Вашу линейку.
Логарифмические линейки когда-то были своего рода компьютерами и, возможно, заменят нам современные ПК, когда придёт Апокалипсис.
Источник
Как сделать логарифмическую линейку своими руками
Многие из «старших поколений» когда-то пользовались таким «древним аналоговым калькулятором», как логарифмическая линейка http://ru.wikipedia.org/wiki/Логарифмическая_линейка
Поскольку сейчас они «не в моде», и практически (а, скорее всего — совсем) не выпускаются, то иногда возникает необходимость изготовить этот девайс.
На са́мом деле — это очень просто! XXI век же!
Вот на этой страничке http://www.sphere.bc.ca/test/build.html есть ссылки на скачивание файлов в формате PDF (который поддерживается всеми современными компьютерами), из которых можно напечатать на принтере «разграфку» для линейки.
Но, возникает проблема в «каркасе», штуке, которую можно взять в руки и «подви́гать». Изготовить деревянные или пластиковые направляющие и движок с достаточной точностью вручную сложно, нужны станки, навыки работы с ними и какое-то время.
Но всё решаемо! Есть же пластиковые плинтуса́ с кабель-каналом! Они ровные, красивые и дешёвые!
Остаётся только напечатать шкалы линейки в нужном масштабе (чтобы ширина «движковой части» напечатанного была равна ширине кабель-канала выбранного плинтуса) и наклеять на плинтус! Разрезать по щелям движок от линейки можно (и нужно!) уже после высыхания клея.
Крышка кабель-канала в пластиковом плинтусе сама по себе двигается очень легко (если не сжимать «края» плинтуса), так что, даже смазывать не нужно.
Сменные шкалы также легко изготовить, и легко заменить при необходимости…
Источник
«Математический гаджет» из СССР
Это не карманный барометр или механический секундомер, — это круговая логарифмическая линейка (её ещё называют инженерно-навигационной). Встречается она гораздо реже обычной логарифмической линейки!
Логарифмическая линейка — одно из самых знаковых счётных устройств, прослужившее человечеству верой и правдой более 350 лет.
Круговая логарифмическая линейка «КЛ-1» предназначена для выполнения наиболее часто встречающихся в практике математических операций: умножения, деления, комбинированных действий, возведения в квадрат, извлечения квадратного корня, нахождения тригонометрических функций синуса и тангенса, а также соответствующих обратных тригонометрических функций, вычисления площади круга.
Логарифмическая линейка состоит из корпуса с двумя головками, 2-х циферблатов, один из которых вращается при помощи головки с черной точкой и 2-х стрелок, которые вращаются при помощи головки с красной точкой. Против головки с черной точкой над подвижным циферблатом имеется неподвижный указатель.
На подвижном циферблате нанесены 2 шкалы: внутренняя — основная — счетная и наружная — шкала квадратов чисел.
На неподвижном циферблате нанесены 3 шкалы: наружная шкала — счетная, аналоичная внутренней шкале на подвижном циферблате, средняя цшкала «S»-значений углов для отсчета их синусов и внутренняя шкала «T»-значений углов для отсчета их тангенсов.
Выполнение математических операций на линейке «КЛ-1» производится следующим образом:
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения первого сомножителя по счетной шкале с указателем.
Вращением головки с красной точкой совместить стрелку с отметкой «1».
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения второго сомножителя по счетной шкале со стрелкой.
Против указателя по счетной шкале отсчитать искомое значение произведения.
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения делимого по счетной шкале с указателем.
Вращением головки с красной точкой совместить стрелку с делителем по счетной шкале.
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения отметки «1» со стрелкой.
Против указателя по счетной шкале отсчитать искомое значение частного.
III. Комбинированные действия
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения первого сомножителя по счетной шкале с указателем.
Вращением головки с красной точкой совместить стрелку с делителем по счетной шкале.
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения второго сомножителя по счетной шкале со стрелкой.
Против указателя по счетной шкале отсчитать окончательный результат.
IV. Возведение в квадрат
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения значения числа, возводимого в квадрат, по счетной шкале с указателем.
Против того же указателя по шкале квадратов прочитать искомое значение квадрата этого числа.
V. Извлечение квадратного корня
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения значения подкоренного числа по шкале квадратов с указателем.
Против того же указателя по внутренеей (счетной) шкале прочитать искомое значение квадратного корня.
VI. Нахождение тригонометрических функций угла
Вращением головки с красной точкой совместить стрелку над неподвижным циферблатом со значением заданного угла по шкале синусов (шкала «S») или по шкале тангенсов (шкала «T»).
Против той же стрелки на том же циферблате по наружной (счетной) шкале прочитать соответствующее значение синуса или тангенса этого угла.
VII. Нахождение обратных тригонометрических функций
Вращением головки с красной точкой совместить стрелку над неподвижным циферблатом по наружной (счетной) шкале с заданным значением тригонометрической функции.
Против той же стрелки по шкале синусов или тангенсов прочитать значение соответстующей обратной тригонометрической функции.
VIII. Вычисление площади круга
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения значения диаметра круга по счетной шкале с указателем.
Вращением головки с красной точкой совместить стрелку с отметкой «C».
Вращением головки с черной точкой повернуть подвижный циферблат до совмещения отметки «1» со стрелкой.
Против указателя по шкале квадратов отсчитать искомое значение площади круга.
Источник