Hei alle sammen! Jeg bringer oppmerksomheten din til en underholdende håndverk, laget med egne hender fra improviserte materialer. På den ene siden er det bare et leketøy, en suvenir, og på den andre siden er det en alvorlig ting, som krever litt kunnskap og ferdigheter innen så vitenskapelige felt som astronomi, geografi, matematikk og fysikk. Vi vil snakke om et eldgammelt apparat for å bestemme tiden - en solur, som alle sannsynligvis har hørt om, noen så til og med noen kanskje har gjort. Jeg tror det ikke er behov for å beskrive i detalj prinsippet om drift og utforming av stasjonære klokker, alt er beskrevet i detalj på Internett, jeg vil kun fokusere på noen få detaljer og funksjoner.
For å bygge denne designen trenger vi:
1. Kryssfiner 3-lags 4 mm
2. Kompass med en tørr pil
3. Messingark 1 mm tykt.
4. Kobbertråd ø 0,8-1mm.
Verktøysettet er som følger:
1. Hagesag
2. Veldig skarp kniv
3. Puslespillet er vanlig (ikke elektro)
4. Tegneinstrument (kompass, gradskive, linjal, etc.)
5. Saks for metall
6. Loddejern
7. Sett med filer
8. Konstruksjon hårføner
9. Sandpapir i forskjellige kornstørrelser
10. Hvis ønskelig, apparatet for brenning
Fra tittelen på artikkelen blir det allerede klart at denne enheten er mobil, det vil si bærbar, som må orienteres i forhold til jordskoordinater for å bestemme tiden, nemlig: klokkens midtlinje skal sammenfalle med retning av meridianen. For dette ble det installert et kompass i designet. Forresten, denne klokken vil korrekt vise tiden bare i området hvis koordinater ble brukt i beregningene. Stedets lengdegrad bestemmer hellingsvinkelen til gnomon (klokkehender) og tidsdelingen til kadranen (urskiven), og breddegraden er viktig for korrigering av lokal tid til tidssonen (sivil tid).
Våre klokker vil bestå av følgende elementer:
1 kompass. For en mer nøyaktig orientering av nordretningen bruker klokken et litt modifisert vanlig pilkompass. Foredlingen består i at kompasskortet er limt direkte på pilen, og ikke bare limt, men med korreksjon av magnetisk deklinasjon (for vårt område er dette 11 °, noe som kan gi en feil på omtrent en time)
For å starte tok jeg kompasset i komponentene:
Jeg likte tegningen av kortet nettopp lastet ned fra Internett, trykket det i riktig størrelse på fotopapir og limte det inn på pilen under hensyntagen til den magnetiske deklinasjonen, siden det allerede var en eksamen på kortet
Med balansering måtte jeg tulle med å slipe baksiden.
Og en annen funksjon av et slikt kompasskort, i tillegg til å indikere retningen mot nord, fungerer som et nivå for å stille klokkeplanet i horisontal stilling. Selvfølgelig ville det være bedre å etablere et ekstra boblenivå, men på grunn av mangel på det, bestemte jeg meg for at å stille horisontalen på kortet ville være nok for et suvenirleketøy, ingen ville sjekke klokkespillene på dem.
2 kadran (skive) et horisontalt ur skiller seg fra et ekvatorialt ved at vinklene mellom timemarkørene er ujevne. For horisontale solur kan markeringen av rammen gjøres på tre måter:
- Første vei det enkleste, men ikke nøyaktige, du trenger bare å stille klokken, strengt orientere den, og deretter markere rammen hver time og dermed markere hele skiven. Det er bedre å gjøre dette på dager når korrigering av tidsligningen er nær null (se "Analema"). Og slike timer vil bli vist allerede gitt sivil tid, under hensyntagen til endringen i lengdegrad.
- Andre vei - merking ved hjelp av geometriske konstruksjoner, den trenger en blyant, en gradskive og et kompass.
Vi tegner to innbyrdes vinkelrett linjer og markerer punkt A.
Fra hvilken tegner vi AC-linjen slik at vinkelen på CAB er lik breddegraden i området vårt.
Fra punkt B tegner du en vinkelrett på linje AC og betegner med punkt D
Deretter, fra punkt B, tegne en sirkel med radius BD til krysset med linjen AB, og merk punkt O. Nå bruker du dette punktet som et senter, tegner du en sirkel med radius OB, og deler den inn i sektorer på 15 °, og utvider hver stråle til BC-linjen. Punktene for skjæringspunktet mellom strålene og linjen vil bestemme timemarkeringene til klokkene våre.
Ved å forbinde disse punktene med punkt A får vi halve skiven, eller rettere sagt dens kvartal, siden timelinjene fra 6 til 12 er symmetriske til linjene fra 12 til 18 relativt til aksen AB, og merkene fra 18 til 6 timer (la oss kalle dem natt) er symmetriske til dagtid.
- Vel, endelig er den tredje metoden trigonometrisk eller beregnet. Vi bestemmer vinklene på tidslinjene med formelen: tan α = sin φ x tan t
Hvor α er klokkevinkelen på rammen
φ- stedets breddegrad
tidsperiode uttrykt i gradmål (fra beregning av 1 t-15 °)
For mitt tilfelle vil for eksempel vinkelen mellom linjene på 11 og 12 timer være sin57 ° x tg15 ° = 0,8386x0,2679 = 0,2247, som tilsvarer 12,6 °, og det er grunnen til at jeg gjentar igjen, kompasskortet er justert for størrelsen på den magnetiske deklinasjonen ( 11 °).
Halvtime og kvart timers linjer er ganske enkle å merke ut ved å dele timeseksjonen.
Så på en av de to siste måtene ble kadranen markert av oss. Den resulterende markeringen vil vise oss den lokale gjennomsnittstiden, som avviker fra standard (sivil) tid med et beløp som avhenger av observasjonsstedets lengdegrad.
Som kjent kommer nedtellingen fra Greenwich Meridian (GMT), og deretter etter 15 ° endres tidssonene. For Moskva-tid (MSK) er tidssonen GMT +3, men dette er også i forhold til den sanne soltiden, for eksempel er forskjellen mellom sann og standard tid i Moskva 29 minutter og 40 sekunder. Dette betyr at når klokkeslettet på Røde plass slår midnatt, vil ekte midnatt på solfylt tid komme bare om en halv time. I mitt område er forskjellen 31 minutter, så divisjonene forskyves med en halv time. Slik ser det ut på det ferdige produktet:
3 Gnomon (pil), per definisjon, må være sammenleggbar. Oppgaven var å motstå breddegraden og vertikaliteten til installasjonsplanet. Selvfølgelig kan du ganske enkelt legge den på sin side, men i dette tilfellet var dimensjonene små og gnomon så ut til å være tapt på klokkens plan, så det ble besluttet å få denne delen til å løfte. I dette tilfellet kan både lengden økes til de ønskede proporsjoner, og vertikaliteten holdes innenfor akseptable grenser (gnomons lek er innenfor 1 °), og breddegraden til stedet settes ved å slipe hælen til gnomonen, som ikke endres senere.
Detaljer er laget av 1 mm messing. Valg av materiale skyldes det faktum at det må være ikke-magnetisk, for ikke å lure kompasset, og er godt bukket under for lodding med myke selgere.
4 analemma (Gresk ανάλημμα, “base, foundation”) er en kurve som forbinder en serie påfølgende posisjoner av den sentrale stjernen i et planetarisk system (i vårt tilfelle, Solen) i firmamentet til en av planetene i dette systemet på samme tid av dagen i løpet av året (Wikipedia).
Med andre ord, denne kurven viser hvor mye klokkene våre har det travelt eller bak i forhold til gjennomsnittstiden. For eksempel, i oktober er solen på topp 16 minutter tidligere, og i februar 14 minutter etter middagstid i gjennomsnittlig årstid. Dette fenomenet er assosiert med elliptisiteten til bane og tilbøyeligheten til jordas akse. Vi vil ikke gå inn på detaljer, det er viktig for oss å vite hvor mange minutter hvilken dag du trenger å legge til eller trekke fra målingene til solurene våre for å relativt nøyaktig bestemme klokkeslettet. For å gjøre dette, vil vi plassere denne vakre krøllen på den indre overflaten av lokket.
Nå samler vi alt det ovennevnte sammen.
Vi vil betinget dele enheten vår i to deler - selve soluret og lokket (vi har en lomme, så de vil se ut som en sigarettveske). Fra et ark med kryssfiner kuttet vi fem rektangler 100x120 mm i størrelse.
For arbeidsstykker, kutt hjørner på 15 mm. på hver side, som det kan sees på detaljene på omslaget:
For å installere gnomon og kompasset, kuttet vi hull i cadranemnene på baksiden og underlaget som følger etter det. Vi utdyper Gnomon slik at rotasjonsaksen ligger i planet til kadranen, og avskjærer ett lag kryssfiner (det er litt over 1 mm.).
Vi limer delene, deretter, som i en vits, behandler du filen nøye, og for å være mer presis limes sluttdelene med finér fra samme kryssfiner og behandles med sandpapir. Hengslene som forbinder dekselet til kroppen er laget av kobbertråd og limt med epoksy.
Vel, da er vi opptatt av å dekorere slik at håndverket vårt ikke ser ut som en enkel kryssfinereske, på lokket legger vi en stilisert tegning av sola
Og for å gi et gammelt utseende vil vi behandle produktet med en hårføner. Som et resultat får vi akkurat et slikt leketøy for voksne.
Konklusjon. Det virker som om en slik gave til en tenåring er mye mer interessant og nyttig enn noen nymotens gadget kjøpt i en butikk (desto mer så du ikke blir overrasket). I det minste får denne tingen hjernen til å fungere, men hvis nysgjerrigheten våkner for å lære mer innen vitenskapene, vil det bare være fantastisk.
Men hvordan du bruker klokken: