Suwak, czyli suwak, to mechaniczny komputer analogowy. Suwak jest używany głównie do mnożenia i dzielenia, a także do funkcji "naukowych", takich jak korzenie, logarytmy i trygonometria, ale zazwyczaj nie do dodawania lub odejmowania.
Istnieje wiele różnych stylów suwaków. Zazwyczaj są one liniowe lub okrągłe. Posiadają znormalizowany zestaw oznaczeń (zwany skalami). Skale te są używane do obliczeń matematycznych. Niektóre suwaki zostały stworzone do specjalnych zastosowań, jak w lotnictwie czy finansach. Suwaki te posiadają specjalne skale do tych zastosowań, jak również skale normalne.
William Oughtred i inni opracowali suwak w latach 1600-nych. Suwak jest oparty na pracy nad logarytmami Johna Napiera. Przed opracowaniem kalkulatorów elektronicznych suwaki były narzędziem najczęściej wykorzystywanym w nauce i inżynierii. W latach 50-tych i 60-tych XX wieku stosowanie suwaków logarytmicznych nadal się rozwijało, nawet w miarę stopniowego wprowadzania cyfrowych urządzeń obliczeniowych; jednak około 1974 roku kalkulator kieszonkowy sprawił, że suwak stał się w dużej mierze przestarzały i większość dostawców opuściła firmę.
Budowa i zasada działania
Suwak składa się najczęściej z trzech części: stałej płyty z zapisanymi skalami, ruchomego środkowego paska (suwaka właściwego) oraz przezroczystego wskaźnika (kursora) z cienką linią pomocniczą. Skale są rozmieszczone w taki sposób, że odpowiadają rozkładowi logarytmicznemu: odległość na skali jest proporcjonalna do logarytmu wartości liczbowej. Dzięki temu przesunięcie jednej skali względem drugiej odpowiada dodaniu lub odjęciu logarytmów, co daje w praktyce mnożenie i dzielenie.
Skale i funkcje
Typowe skale to m.in. C i D (do mnożenia i dzielenia), A i B (kwadraty i pierwiastki), K (sześciany i sześcienne pierwiastki), L (logarytmy dziesiętne), S (sinusy), T (tangens) oraz różne wersje odwrotne jak CI (skala odwrotnych wartości). Suwaki specjalistyczne mogą zawierać dodatkowe, skonstruowane dla danej dziedziny skale lub tabele przeliczeń.
Przykładowe zastosowania skal:
- Mnożenie: ustaw linię kursora na liczbie a na skali D, przesuń skalę C tak, aby jej 1 (jednostka) pokryła się z a, odczytaj a × b pod kursorem na skali C/D.
- Dzielenie: analogicznie — ustaw 1 na skali C pod liczbą b na skali D, odczytaj a / b.
- Potęgowanie i pierwiastkowanie: użycie skal A/B lub K; np. przesunięcie między skalami A i B pozwala znaleźć kwadraty i pierwiastki.
- Funkcje trygonometryczne i logarytmiczne: użycie skal S, T, L.
Rodzaje suwacz
Główne rodzaje to:
- liniowy — najpopularniejszy, prostokątny, często z wieloma skalami nadrukowanymi na obu stronach;
- okrągły — skala zamknięta, pozwala zwiększyć długość skali na mniejszej powierzchni, dzięki czemu rośnie dokładność;
- miernik suwakowy (circular slide rule) — stosowany w niektórych komputerach lotniczych, np. popularny komputer E6B;
- suwaki specjalistyczne — zaprojektowane dla lotnictwa, finansów, telekomunikacji, górnictwa itp.
Historia i rozwój
Pomysł wykorzystania logarytmów do upraszczania rachunków pojawił się wraz z pracami Johna Napiera. Pierwsze prymitywne przyrządy działające podobnie do suwaka pojawiły się w XVII wieku; istotny wkład w rozwój suwaka przypisuje się Williamowi Oughtredowi. Przez wieki suwak ewoluował — poprawiano czytelność skal, dodawano skalę kursorów i tworzyło się specjalizowane wzory dla różnych zawodów. W XX wieku suwaki produkowano z drewna pokrytego celuloidem, metalu i później tworzyw sztucznych.
Dokładność i ograniczenia
Suwak daje zwykle dokładność rzędu 2–4 cyfr znaczących, w praktyce najczęściej 3 cyfry. Dokładność zależy od długości skali (dłuższa skala ≈ większa precyzja), jakości wykonania i umiejętności użytkownika. Największe ograniczenia to trudność w precyzyjnym dodawaniu i odejmowaniu oraz konieczność śledzenia rzędu wielkości (mnożenie przez 10, 100 itd. — "przenoszenie przecinka"), co użytkownik musi sam odgadnąć.
Zastosowania praktyczne i kultura
Przed upowszechnieniem kalkulatorów elektronicznych suwaki były powszechne w szkołach technicznych, w laboratoriach i w zawodach inżynierskich. Stosowano je też intensywnie w nauce, badaniach i przemyśle. W lotnictwie popularny był komputer lotniczy (np. E6B) do przeliczania prędkości, czasu, zużycia paliwa i korekt wiatru. W finansach istniały suwaki ułatwiające obliczenia procentowe i amortyzacyjne.
Po pojawieniu się kieszonkowych kalkulatorów naukowych w latach 70. XX wieku zastosowanie suwaków gwałtownie spadło; mimo to suwak pozostał przedmiotem zainteresowania hobbystów, kolekcjonerów i nauczycieli jako narzędzie edukacyjne ilustrujące pojęcie logarytmów.
Materiały i konserwacja
Suwaki produkowano z drewna (pokrywanego celuloidem), metalu i tworzyw sztucznych. Starsze egzemplarze mogą wymagać delikatnego czyszczenia i smarowania prowadnic; przy silnym zabrudzeniu celuloid może żółknąć, a kalka z napisami ścierać się. Kolekcjonerzy zwracają uwagę na kompletność skal, stan kursora i suwaka oraz oryginalne pudełko.
Podsumowanie
Suwak był przez stulecia praktycznym narzędziem obliczeniowym pozwalającym szybko wykonywać działania wielokrotne i skomplikowane funkcje matematyczne bez elektroniki. Pomimo że został w dużej mierze wyparzony przez kalkulatory, pozostaje ważnym przykładem wykorzystania logarytmów oraz interesującym przedmiotem historycznym i edukacyjnym.











