Przeskocz do treści

Delta mi!

Libella na krzywej podłodze

Jerzy Tyszkiewicz

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: styczeń 2020
  • Publikacja elektroniczna: 31 grudnia 2019
  • Wersja do druku [application/pdf]: (934 KB)

Dawne rzeczy mają w sobie jakąś magię. Nie inaczej jest ze starą libellą, którą odziedziczyłem po moim zmarłym wuju. Po tym przyrządzie znać, jak bardzo był wartościowy w swoich czasach: oprawka wygiętej rurki z płynem i pęcherzykiem gazu jest wykonana z mosiądzu, ma śruby umożliwiające regulację, a do kompletu należy futerał z miękką wyściółką zamykany na małe haczyki.

obrazek

Współczesne libelle, nazywane raczej poziomicami, robi się z taniego surowca, zwykle nie mają też żadnej regulacji. Jak coś się przesunie albo wykrzywi, kupuje się za grosze nową i tyle. Regulacja miała oczywiście swoje zalety: można było ustawić niewielkie odchylenie od poziomu - co było pomocne na przykład przy układaniu rynny albo rury kanalizacyjnej, którymi woda miała płynąć nie za szybko i nie za wolno, tylko dokładnie zgodnie z projektem. I tu rodzi się ciekawe pytanie: gdy rynna była już gotowa, w jaki sposób majster ustawiał libellę ponownie na wskazywanie poziomu?

Wyobraźmy sobie taką sytuację: majster wchodzi do remontowanego mieszkania, ściany są trochę krzywe, podłogi też, ma ze sobą libellę i niezbędny do regulacji śrubokręt. Co ma teraz zrobić, żeby ją ustawić na zero?

Pierwsze rozwiązanie opiera się na dodatkowym, dotychczas przemilczanym, elemencie libelli wujka: ma ona podziałkę na rurce z płynem.

Rozwiązanie jest proste: wybieramy sobie niezbyt krzywy fragment podłogi, kładziemy libellę, a wzdłuż niej układamy równolegle śrubokręt, tak żeby jego czubek wskazywał środek podziałki. To pozwala nam zarejestrować jej kierunek i położenie. Zapamiętujemy, o ile kresek i w którą stronę pęcherzyk odbiega od środka skali, po czym obracamy libellę w drugą stronę, tj. o |180○ - śrubokręt pozwala nam na dokładne dokonanie tego obrotu. Widzimy nowe wskazanie, zapewne różne od poprzedniego. Bierzemy teraz do ręki śrubokręt i śrubką regulacyjną zmieniamy położenie rurki w dobrym kierunku. Odkładamy śrubokręt wzdłuż libelli, powtarzamy pomiar w dwóch położeniach różniących się o |180 ○, znowu regulujemy, itd. Po kilku krokach uzyskamy w miarę dobrze wypoziomowaną libellę. Czyli na krzywej podłodze pęcherzyk powietrza będzie odbiegać od środka o tyle samo, co gdy obrócimy libellę o 180○ - tyle że w drugą stronę.

A co powinien zrobić majster, gdy skali na rurce nie ma i w zasadzie tylko na oko można ocenić, jak bardzo odchyla się pęcherzyk? Oczywiście środek rurki z płynem jest zawsze zaznaczony - bez tego użytek z libelli byłby marny.

I na to jest sposób, choć wymaga ciut bardziej zaawansowanej matematyki. Zacznijmy od wykonania poprzedniej procedury, doprowadzając do sytuacji, w której po obróceniu libelli o |180 ○ pęcherzyk wychyla się raz w jedną, raz w drugą stronę, z grubsza o podobną wartość. Brak skali nie jest w tym przeszkodą.

Połóżmy teraz śrubokręt w sprawdzonej pozycji - wzdłuż libelli, tak żeby jego czubek wskazywał jej środek - i zacznijmy ją powoli obracać wokół tego środka. Pęcherzyk w trakcie tego obrotu musi przewędrować na drugą stronę, więc w którymś momencie, jeszcze przed osiągnięciem obrotu o |180○, będzie dokładnie w środku skali (to jest właśnie ta dodatkowa matematyka: taki kąt istnieje). Zatrzymajmy się i zastanówmy. To oczywiście nie jest jeszcze to, o co nam chodziło, ale zbliżyliśmy się do celu. Libella pokazuje poziom, choć na poziomej podłodze raczej nie leży - powiedzmy, że kąt nachylenia podłogi wynosi α. Zaznaczmy nowe położenie libelli śrubokrętem i zróbmy to, co już potrafimy: wyregulujmy ją w kilku krokach tak, by po obróceniu libelli o 180○ pęcherzyk wychylał się od centrum raz w jedną stronę, a raz w drugą, z grubsza podobnie. W efekcie dostajemy nowe ustawienie libelli. Gdybyśmy mieli idealne oko (równie dobre jak podziałka), to zadanie byłoby już rozwiązane. Jednak nawet jeśli robimy spory błąd i wiemy tylko, że jeden z kątów, o jakie libella odchyla się od poziomu, jest najwyżej dwa razy większy od tego, gdy leży odwrotnie, to i tak jest dobrze. Można sprawdzić (obrazek obok), że jeśli robiliśmy to w miejscu o nachyleniu podłogi |α, to po regulacji kąt odchylenia libelli do poziomu wynosi nie więcej niż |α/3.

Powtarzamy całość od początku i za chwilę dostajemy kąt nie większy niż |α/9, potem α /27,α/91 itd. Oczywiście to jest tylko teoria, bo zapewne bardzo szybko nie da się już dalej nic poprawić. Po prostu kąt odchylenia libelli od poziomu stanie się ludzkim okiem nieodróżnialny od 0. I o to chodziło!