W tym artykule szczegółowo zgłębimy temat Suwak logarytmiczny, który w ostatnich latach wywołał duże zainteresowanie i kontrowersje. Od momentu pojawienia się Suwak logarytmiczny przyciąga uwagę ludzi z różnych dziedzin, wywołując żarliwe debaty i sprzeczne opinie. Poprzez tę analizę staramy się szczegółowo zbadać różne aspekty otaczające Suwak logarytmiczny, aby rzucić światło na jego znaczenie, implikacje i możliwy przyszły rozwój. Dzięki podejściu multidyscyplinarnemu zajmiemy się zarówno jego wymiarem historycznym, kulturowym, społecznym i naukowym, jak i różnorodnymi perspektywami, które istnieją w tej kwestii, starając się zapewnić wszechstronną i wzbogacającą wizję Suwak logarytmiczny.
Suwak logarytmiczny (suwak rachunkowy) – przyrząd ułatwiający obliczenia, powszechnie używany przez inżynierów do końca lat 80. XX wieku. Wynaleziony w 1632 roku przez Williama Oughtreda, zainspirowany linijką logarytmiczną Edmunda Guntera.
Suwak logarytmiczny działa na zasadzie dodawania logarytmów poprzez dodawanie różnej długości odcinków zaznaczonych na skali. Jest to praktyczne wykorzystanie równości: (logarytm iloczynu jest równy sumie logarytmów czynników tego iloczynu). Tym samym mnożenie sprowadza się do dodawania (w przypadku suwaka – dodawania odcinków na skalach). Suwak logarytmiczny umożliwia mnożenie, dzielenie i wiele innych działań np. logarytmowanie, potęgowanie, pierwiastkowanie. Spełnia rolę tablic trygonometrycznych. Niekiedy posiada dodatkowe znaczniki lub skale pozwalające szybko obliczać powierzchnię koła, ciężar i wytrzymałość prętów itp.
Najczęściej wykonany jest w postaci linijki o długości skali 25 lub 12,5 cm z przesuwką i okienkiem, ale bywają także suwaki okrągłe. Wykonywane są także suwaki do specjalnych zadań np. na tej zasadzie działa tabela naświetlań w fotografii czy „komputer samochodowy” z lat 60. Do wad należy brak możliwości dodawania i odejmowania w większości modeli (niektóre suwaki mają wbudowany sumator do dodawania i odejmowania jak np. suwaki firmy Castell), oraz ograniczona dokładność (2–3 cyfry znaczące dla typowego suwaka). Wiele wzorów wymagających dodawania lub odejmowania można przekształcić do postaci zawierającej tylko zwiększenie albo zmniejszenie zawartości o jeden. Dodanie 1 jest łatwe w pamięci.
W Polsce suwaki produkowane były seryjnie przez przedsiębiorstwo Skala ze skalą o długości 25 i 12,5 cm.
(w nawiasach alternatywne oznaczenia literowe)
Dokładność obliczeń wykonywanych przy pomocy suwaka jest zależna od precyzji wykonania suwaka i umiejętności operatora. Zakładając poprawne wykonanie suwaka, oraz że operator potrafi odróżnić na podziałce odległość 0,25 mm, wówczas dokładność odczytu można wyliczyć ze wzoru:
gdzie jest długością skali suwaka podaną w milimetrach. Stąd wniosek, że im dłuższa skala, tym większa dokładność odczytu. Dla standardowego suwaka o długości 250 mm, błąd wynosi 0,1% odczytywanej liczby.
Istnieją także suwaki precyzyjne, gdzie podziałkę liczb naturalnych podzielono na dwie części.
Pozwala to uzyskać dokładność, jak na zwykłym suwaku o dwukrotnie dłuższej skali.
Podstawowa skala suwaka (A), (B) zawiera liczby z zakresu od 1 do 10. Dowolną liczbę można zapisać jako iloraz liczby z zakresu od 1 do 10 oraz pewnej potęgi liczby 10, dzięki czemu liczby 0,01234; 1234; 12,34; 1,234 zajmują na podziałce (A) to samo miejsce.
Aby po przeprowadzeniu obliczeń poprawnie ustalić położenie miejsca dziesiętnego, należy ustalić rząd wielkości składników rachunku. Jest to ilość cyfr przed przecinkiem zapisana ze znakiem plus, bądź – jeśli liczba jest mniejsza niż 1 – ilość zer po przecinku zapisana ze znakiem minus. Przykładowo:
Przypomnienie:
Analogicznie, przez wykorzystanie skali (E), wykonuje się podnoszenie do sześcianu. Obliczanie odpowiednich pierwiastków wykonuje się w sposób odwrotny.
Suwak logarytmiczny nie pozwala na proste przeprowadzenie dodawania lub odejmowania. Sumę bądź różnicę należy rozbić na iloczyn sumy bądź różnicy zgodnie ze wzorami:
gdzie dodanie lub odjęcie jedności jest proste do przeprowadzenia w pamięci.