Instrukcje budowania: Zbuduj własny zegar słoneczny

Wykonanie zegara słonecznego jest nauką samą w sobie. Z pozoru tak prosta konstrukcja czasami nie jest łatwa do wdrożenia, ponieważ trzeba uwzględnić całą masę faktów technicznych i naukowych. Nie ma uniwersalnego zegara słonecznego. Każda próbka musi być dokładnie zmierzona w czasie dla miejsca, w którym jest wzniesiona, aby mogła rzeczywiście wskazywać właściwy czas. Dlatego poniżej znajdziesz dwie różne instrukcje budowania zegara słonecznego: bardzo prostą, niezawodną wersję i zegar słoneczny dla zaawansowanych użytkowników.

Prosty zegar słoneczny dla początkujących

Funkcjonalny zegar słoneczny można również wykonać bez podstawowej wiedzy technicznej. Jest to tak proste, że nawet dzieci mogą zbudować ten zegar słoneczny.

materiał

• duża doniczka (średnica co najmniej 30-40 cm)
• Patyk lub metalowy patyk (długość ok. 50-60 cm)
• żwir lub żwir
• wodoodporny długopis

Budowa

Chociaż ta metoda jest bardzo czasochłonna, jest bardzo łatwa do przeprowadzenia i nie wymaga wcześniejszej wiedzy ani specjalistycznej wiedzy technicznej.

• Umieść doniczkę w nasłonecznionym miejscu w ogrodzie
• Umieść patyk na środku doniczki i wypełnij go kamykami lub grysem
• patyk musi wystawać co najmniej 30-40 cm z piasku
• Co godzinę zaznacz na krawędzi doniczki miejsce, w którym padnie cień
• ewentualnie kontynuować znakowanie następnego dnia

Zaawansowany zegar słoneczny

Zegar słoneczny powinien być wykonany z materiału odpornego na warunki atmosferyczne, aby mógł przebywać na zewnątrz latem i zimą oraz w deszczu i śniegu. Nie ma ograniczeń dla wyobraźni, jeśli chodzi o wybór materiału. Zegar słoneczny może być wykonany z drewna, metalu, kamienia, a nawet tworzywa sztucznego. Ważne jest, aby dostępne były również odpowiednie narzędzia do obróbki materiałów.

materiał

• trzy drewniane deski, około 20 x 25 cm (najlepiej o grubości 3 do 4 mm)
• puzzle
• ekierka duża, najdłuższy bok 22 cm (lub inny kątomierz)
• Kompas (minimalna średnica 20 cm)
• Ołówek
• kompas
• Farba lub glazura do malowania

Wytnij tarczę

Tarcza wykonana jest z jednej z desek. Można go wyciąć na okrągło lub kwadratowo.

• Kwadrat: długość krawędzi 20 cm
• Koło: średnica 20 cm

W przypadku koła najlepiej najpierw narysować na tablicy kwadrat o boku 20 x 20 cm. Alternatywnie deskę można również przyciąć do tego rozmiaru. Z rogów narysowane są dwie ukośne linie, aby zaznaczyć środek. Tam, gdzie linie się spotykają, znajduje się środek kwadratu. W ten punkt wkładamy czubek kompasu i rysujemy okrąg o średnicy 20 cm (promień odpowiadający 10 cm). Następnie wytnij koło wyrzynarką lub po prostu obrysuj i pozostaw planszę jako kwadrat.

Oznacz tarczę

Za pomocą kątomierza i cienkiego ołówka podziel koło na 24 kawałki ciasta o równej wielkości. Tak więc linie są rysowane od krawędzi przez środek. Wszystkie podziały muszą mieć kąt 15 stopni. Każda z kresek oznacza pełną godzinę. Teoretycznie można zastosować wszystkie liczby. Zegar słoneczny wygląda bardziej profesjonalnie, jeśli rejestrowane są tylko rzeczywiste godziny nasłonecznienia (tj. od około 06:00 do 21:00). Ponadto tarcza wydaje się mniej przeciążona, jeśli jest nakładana tylko co trzecią godzinę (6, 9, 12, 15, 18 i ewentualnie 21).

Określ szerokość geograficzną

Teraz sprawa się nieco komplikuje, ponieważ aby zegar słoneczny działał poprawnie, musi być ustawiony w jednej linii z osią Ziemi. Jedna krawędź trójkątnego rzucającego cień musi być równoległa do osi ziemi. Aby to zrobić, musisz znać szerokość geograficzną miejsca, w którym ma zostać ustawiony zegar słoneczny. Stopień szerokości geograficznej biegnie równolegle do równika, Niemcy leży między 48 szerokości geograficznej południowej i 54 szerokość geograficzna na północy.

Przykłady dla orientacji:

• 48. do 49 Szerokość geograficzna: Fryburg, Stuttgart, Ulm, Monachium, Pasawa
• 49. do 50. Szerokość geograficzna: Saarbrücken, Karlsruhe, Mannheim, Norymberga, Würzburg
• 50. Szerokość geograficzna: Frankfurt nad Menem, Wiesbaden, Moguncja
• 51. Szerokość geograficzna: Kolonia, Erfurt, Drezno
• 51.-52. Szerokość geograficzna: Dortmund, Kassel, Lipsk, Magdeburg
• 52.-53. Szerokość geograficzna: Osnabrück, Hanower, Berlin, Brema
• 53.-54. Szerokość geograficzna: Hamburg, Schwerin, Rostock
• 54.-55. Szerokość geograficzna: Kilonia, Flensburg

Wytnij rzucającego cień

Szerokość geograficzna to jeden z kątów trójkąta tworzącego źródło cienia. Kąt ten jest teraz rysowany na drugiej planszy za pomocą kątomierza. Aby to zrobić, deska jest obracana tak, aby długi bok znajdował się na dole. Trójkąt jest umieszczony tak, aby podziałka centymetrowa była skierowana w dół. Skala powinna być wyrównana z planszą na dole. Kątomierz jest teraz przesunięty w lewo tak daleko, że punkt zerowy (A) skali znajduje się w przybliżeniu w lewej jednej trzeciej boku planszy.

• Zaznacz punkt zerowy cienką linią ołówka (punkt A)
• odczytaj kąt prosty z prawego dolnego rogu planszy
• zaznacz kropką (punkt B)
• Narysuj linię łączącą punkty A i B
• kąt otwiera się w prawo
• Umieść kątomierz z powrotem w punkcie zerowym (zero na skali w punkcie A)
• Obróć ekierkę w prawo, aż linia 90 stopni znajdzie się na linii łączącej punkty A i B
• teraz popchnij kątomierz w górę, aż do osiągnięcia odległości 10 cm od krawędzi deski (po prawej stronie), zaznacz punkt C na krawędzi deski
• odrysuj ołówkiem linię o długości 10 cm
• narysuj linię prosto w górę od punktu końcowego linii 10 cm (punkt C).
• zaznacz punkt, w którym ta prosta przecina się z kątem (pomiędzy punktami A i B).
• w razie potrzeby przedłużyć linię między A i B
• Powstaje trójkąt prostokątny z kątem prostym w prawym dolnym rogu
• Wytnij trójkąt wyrzynarką

Złóż tarczę i projektor cieni

Tarcza nie leży płasko na podłodze, ale jest wbudowana w projektor cieni pod niewielkim kątem. W ten sposób kompensowane jest odchylenie spowodowane krzywizną ziemi.

• Zobaczyłem tarczę zegara na godzinie 12, na głębokości pięciu centymetrów i szerokości tablicy (3 lub 4 mm).
• Przetnij trójkąt o głębokości 5 cm i szerokości 3 (lub 4) mm wzdłuż linii 10 cm (od najdłuższego boku).
• połączyć obie części razem (kąt prosty trójkąta styka się z oznaczeniem godziny 12)
• ewentualnie klej, jeśli wycięcia stały się trochę za duże
• obie części muszą mocno przylegać do siebie

Zamontuj płytę podstawy

Płyta podstawy zegara słonecznego jest teraz wykonana z trzeciego drewnianego panelu.

• Rozmiar: 20*25cm
• linia o długości 25 cm jest teraz narysowana na środku dłuższego boku
• Obróć talerz dłuższą stroną do dołu
• zaznacz lewy koniec linii S (południe).
• oznacz prawy koniec linii strzałką i N (północ).
• odmierzyć 5 cm od prawej strony planszy na planszy
• narysuj linię przechodzącą przez punkt (prostopadłą do linii północ-południe)
• ta linia wyznacza linię zachód-wschód
• Wyrównaj tarczę (z cieniem) z cyframi skierowanymi na północ
• ustawić dolną stroną (godzina 12) dokładnie na linii wschód-zachód
• naprawić małymi gwoździami lub śrubami

ustawić zegar słoneczny

Aby czas był prawidłowo wyświetlany na zegarze słonecznym, strzałka na płytce podstawy musi wskazywać dokładnie północ. Do tego potrzebny jest kompas. Czas słoneczny można teraz odczytać z cienia rzucanego przez trójkąt (odcień) na tarczy.

czas słoneczny

Każdy, kto korzysta z zegara słonecznego, nie powinien być zdziwiony, jeśli ten czas różni się nieco od czasu, który pokazują nasze zegary. Czas strefowy jest wyświetlany na zwykłych zegarach. Na przykład w Niemczech obowiązuje czas środkowoeuropejski (CET). Ponieważ chociaż stolica Hiszpanii Madryt jest około 2500 km dalej na zachód, a słońce dopiero co osiągnęło swój najwyższy punkt półtorej godziny później niż we wschodnim Budapeszcie, w obu miastach jest jednocześnie godzina 12.00 wystawiany.

Wniosek

Prosty zegar słoneczny można zbudować z doniczki lub dysku, w który pionowo wsuwa się pręt, który rzuca na niego cienie w poszczególnych porach dnia. Teraz wystarczy zaznaczyć każdą godzinę. Profesjonalne zegary słoneczne uwzględniają również oś ziemską oraz szerokość geograficzną miejsca, na którym stoi zegar słoneczny.

Dowiedz się więcej o instrukcjach budowania i planach