Hej alla! Jag uppmärksammar en underhållande konsthantverk, gjord med dina egna händer av improviserade material. Å ena sidan är det bara en leksak, en souvenir, och å andra sidan är det en allvarlig sak som kräver viss kunskap och färdigheter inom sådana vetenskapsområden som astronomi, geografi, matematik och fysik. Vi kommer att prata om en gammal enhet för att bestämma tiden - en solur, som alla antagligen hörde talas om, vissa såg till och med någon kanske till och med har gjort. Jag tror att det inte finns något behov att beskriva i detalj principen om drift och utformningen av stationära klockor, allt beskrivs i detalj på Internet, jag kommer bara att fokusera på några få detaljer och funktioner.
För att bygga denna design behöver vi:
1. Kryssfaner 3-lags 4 mm
2. Kompass med en torr pil
3. Mässingsark 1 mm tjockt.
4. Koppartråd ø 0,8-1mm.
Verktygssatsen är som följer:
1. Hacksaw
2. Mycket vass kniv
3. Pusslet är vanligt (inte elektro)
4. Ritinstrument (kompass, gradskiva, linjal, etc.)
5. Sax för metall
6. Lödkolv
7. Uppsättning filer
8. Hårtork för konstruktion
9. Sandpapper i olika kornstorlekar
10. Om så önskas, apparaten för bränning
Från artikelns titel blir det redan tydligt att den här enheten är mobil, det vill säga bärbar, som måste vara orienterad relativt jordkoordinaterna för att bestämma tiden, nämligen: klockans middagslinje bör sammanfalla med meridianens riktning. För detta installerades en kompass i designen. Förresten, denna klocka visar korrekt tiden endast i det område vars koordinater användes i beräkningarna. Platsens longitud bestämmer lutningsvinkeln för gnomonen (klockhänderna) och tidsdelningen för kadranen (urtavlan), och latitud är viktig för korrigering av lokal tid till tidszonen (civil tid).
Våra klockor kommer att bestå av följande element:
1 kompass. För en mer exakt orientering av nordriktningen använder klockan en något modifierad vanlig pilkompass. Förfiningen består i det faktum att kompasskortet limmas direkt på pilen och inte bara limmas, utan med korrigering av magnetisk deklination (för vårt område är detta 11 °, vilket kan ge ett fel på ungefär en timme)
Till att börja med tog jag isär kompassen i dess komponenter:
Jag gillade ritningen av kortet som just laddats ner från Internet, tryckte det i rätt storlek på fotopapper och klistrade in det på pilen med hänsyn till den magnetiska deklinationen, eftersom det redan fanns en examen på kortet
När jag balanserade, var jag tvungen att slipa med att slipa baksidan.
Och en annan funktion av ett sådant kompasskort, utöver att indikera riktningen norr, fungerar som en nivå för att ställa klockplanet i ett horisontellt läge. Naturligtvis skulle det vara bättre att fastställa en extra bubblanivå, men på grund av brist på den bestämde jag mig för att det skulle vara tillräckligt att ställa in horisontellt på kortet för en souvenirleksak, ingen skulle kontrollera klockan på dem.
2 kadran (urtavla) en horisontell klocka skiljer sig från en ekvatorial genom att vinklarna mellan timmarna är ojämna. För horisontella solurar kan markeringen av ramen göras på tre sätt:
- Första sättet det enklaste, men inte exakta, du behöver bara ställa in klockan, strikt orientera den och sedan markera på ramen varje timme och därmed markera hela ratten. Det är bättre att göra detta på dagar då korrigeringen av tidsekvationen är nära noll (se "Analema"). Och sådana timmar kommer att visas redan ges civil tid, med beaktande av ändringen i longitud.
- Andra vägen - märkning med geometriska konstruktioner, den behöver en penna, en gradskiva och en kompass.
Vi ritar två ömsesidigt vinkelräta linjer och markerar punkt A.
Från vilken vi drar AC-linjen så att vinkeln på CAB är lika med bredden i vårt område.
Från punkt B rita en vinkelrätt mot linjen AC och betecknas med punkt D
Därefter, från punkt B, rita en cirkel med radie BD till skärningspunkten med linje AB och markera punkt O. Använd nu denna punkt som ett centrum, dra en cirkel med radie OB och dela den i sektorer på 15 °, sträcker sig varje stråle till BC-linjen. Strålarnas skärningspunkt med linjen kommer att bestämma timmarkeringarna för våra klockor.
När vi kopplar dessa punkter med punkt A får vi halva ratten, eller snarare dess fjärdedel, eftersom timmarna från 6 till 12 är symmetriska till linjerna från 12 till 18 relativt till axeln AB, och markeringarna från 18 till 6 timmar (låt oss kalla dem natt) är symmetriska till dagtid.
- Tja, slutligen är den tredje metoden trigonometrisk eller beräknad. Vi bestämmer vinklarna på tidslinjerna med formeln: tan α = sin φ x tan t
Där α är klockvinkeln på ramen
φ- platsens bredd
t-tidsperiod uttryckt i gradmätning (från beräkningen av 1h-15 °)
Till exempel, för mitt fall, kommer vinkeln mellan linjerna på 11 och 12 timmar att vara sin57 ° x tg15 ° = 0,8386x0,2679 = 0,2247, vilket motsvarar 12,6 °, varför, jag upprepar igen, kompasskortet justeras för magneten för deklinationen ( 11 °).
Linjerna för halvtimme och kvart timmar är ganska enkla att markera genom att dela timmesektionen.
Så på ett av de två sista sätten var kadranen markerad av oss. Den resulterande markeringen visar oss den lokala genomsnittliga tiden, som skiljer sig från standard (civil) tid med ett belopp som beror på observationsplatsens longitud.
Som ni vet kommer nedräkningen från Greenwich Meridian (GMT), och sedan efter 15 ° ändras tidszonerna. För Moskva-tiden (MSK) är tidszonen GMT +3, men detta är också relativt den sanna soltiden, till exempel är skillnaden mellan den sanna och standardtiden i Moskva 29 minuter och 40 sekunder. Detta innebär att när klockan på Röda torget slår midnatt kommer sann midnatt på solig tid bara om en halvtimme. I mitt område är skillnaden 31 minuter, så divisionerna förskjuts med en halvtimme. Så här ser det ut på den färdiga produkten:
3 Gnomon (pil), per definition, måste vikas. Uppgiften var att motstå latitudvinkeln och installationsplanets vertikalitet. Naturligtvis kan du helt enkelt lägga den på sin sida, men i det här fallet var dimensionerna små och gnomonen verkade gå vilse på klockans plan, så det beslutades att göra denna del att lyfta. I detta fall kan båda längden ökas till önskade proportioner, och vertikaliteten hålls inom acceptabla gränser (gnomons spel är inom 1 °), och platsens breddvinkel ställs in genom att slipa gnomons häl, som inte ändras därefter.
Detaljer är tillverkade av 1 mm mässing. Valet av material beror på det faktum att det måste vara icke-magnetiskt, för att inte lura kompassen och är väl undergiven för lödning med mjuka säljare.
4 analemma (Grekiska ανάλημμα, "bas, grund") är en kurva som förbinder en serie i följdpositioner av den centrala stjärnan i ett planetsystem (i vårt fall, solen) vid kupén av en av planets i detta system på samma tid på dagen under året (Wikipedia).
Med andra ord, denna kurva visar hur mycket våra klockor har bråttom eller bakom i förhållande till den genomsnittliga tiden. Till exempel är solen i oktober 16 minuter tidigare och i februari 14 minuter efter middagstid i genomsnitt årlig tid. Detta fenomen är förknippat med bana ellipticitet och lutningen av jordens axel. Vi kommer inte att gå in på detaljer, det är viktigt för oss att veta hur många minuter på vilken dag du behöver lägga till eller subtrahera från läsningarna av våra solurar för att relativt noggrant bestämma tiden. För att göra detta kommer vi att placera den här vackra krummen på lockets inneryta.
Nu samlar vi alla ovanstående tillsammans.
Vi kommer villkorligt att dela upp vår enhet i två delar - själva soluret och locket (vi har fickfack, så de kommer att se ut som ett cigarettfodral). Från ett ark av plywood skar vi fem rektanglar 100x120 mm i storlek.
För arbetsstycken, skär hörn på 15 mm. på varje sida, som kan ses på detaljerna på omslaget:
För att installera gnomon och kompass, skär vi hål i cadranämnen på baksidan och underlaget som följer efter. Vi fördjupar Gnomon så att dess rotationsaxel ligger i kadranplanet och skär av ett lager plywood (det är drygt 1 mm.).
Vi limmar delarna, sedan, som i ett skämt, bearbetar du noggrant med en fil, och för att vara mer exakta, limmas änddelarna med faner från samma plywood och bearbetas med sandpapper. Gångjärnen som förbinder locket till kroppen är tillverkade av koppartråd och limmade med epoxi.
Nåväl, då är vi engagerade i att dekorera så att våra farkoster inte ser ut som en enkel kryssfaner, på locket fäster vi en stiliserad teckning av solen
Och för att ge en gammal look kommer vi att bearbeta produkten med en hårtork. Som ett resultat får vi just en sådan leksak för vuxna.
Slutsats. Det verkar för mig att en sådan gåva till en tonåring är mycket mer intressant och användbar än någon nymodig pryl som köpts i en butik (desto mer så att du inte blir förvånad). Åtminstone den här saken får hjärnan att fungera, men om nyfikenheten vaknar för att lära sig mer inom vetenskaperna, kommer det att vara underbart.
Men hur man använder klockan: