שלום לכולם! אני מביא את תשומת ליבך לאירוח מלאכות, עשוי במו ידיך מחומרים מאולתרים. מצד אחד זה רק צעצוע, מזכרת ומצד שני זה דבר רציני, הדורש ידע ומיומנויות בתחומי מדע כמו אסטרונומיה, גאוגרפיה, מתמטיקה ופיזיקה. נדבר על מכשיר קדום לקביעת השעה - שעון שמש, שכולם בטח שמעו עליו, חלקם אפילו ראו, מישהו אולי אפילו עשה. אני חושב שאין צורך לתאר בפירוט את עקרון הפעולה ועיצוב שעונים נייחים, הכל מתואר בפירוט רב באינטרנט, אתמקד רק בכמה פרטים ותכונות.
כדי לבנות עיצוב זה אנו זקוקים ל:
1. דיקט 3-רובדי 4 מ"מ
2. מצפן בעזרת חץ יבש
3. סדין פליז בעובי של 1 מ"מ.
4. חוט נחושת ø 0.8-1 מ"מ.
ערכת הכלים היא כדלקמן:
1. מסור
2. סכין חדה מאוד
3. הפאזל רגיל (לא אלקטרו)
4. מכשיר ציור (מצפן, מדד, סרגל וכו ')
5. מספריים למתכת
6. הלחמה
7. סט קבצים
8. מייבש שיער בנייה
9. נייר זכוכית בגדלים שונים
10. אם תרצה, המנגנון לשריפה
מכותרת המאמר כבר מתברר כי מכשיר זה הוא נייד, כלומר נייד, שצריך להיות מכוון יחסית לקואורדינטות כדור הארץ בכדי לקבוע את השעה, היינו: קו אמצע היום של השעון אמור לחפוף עם כיוון המרידיאן. לשם כך הותקן מצפן בעיצוב. אגב, שעון זה יציג נכון את השעה רק באזור שקואורדינטות שלו שימשו בחישובים. אורך המקום קובע את זווית הנטייה של הגנומון (ידיים בשעון) ואת חלוקת הזמן של הקדרן (חיוג), וקווי הרוחב חשובים לתיקון הזמן המקומי לאזור הזמן (זמן אזרחי).
השעונים שלנו יכללו את האלמנטים הבאים:
מצפן 1. לקבלת כיוון מדויק יותר של כיוון הצפון בשעון, משתמשים במצפן חצים רגיל מעט שונה. השכלול מורכב בעובדה שכרטיס המצפן מודבק ישירות לחץ, ולא רק מודבק, אלא עם תיקון של נטייה מגנטית (עבור אזורנו זה 11 מעלות, מה שעלול לתת שגיאה של כשעה)
כדי להתחיל, חילקתי את המצפן לרכיביו:
אהבתי את ציור הכרטיס שזה עתה הורד מהאינטרנט, הדפסתי אותו בגודל הנכון על נייר צילום והדבקתי אותו על החץ תוך התחשבות בנטייה המגנטית, מכיוון שכבר היה סיום בכרטיס.
תוך כדי איזון הייתי צריך להתעסק עם מלטש את הצד האחורי.
ופונקציה נוספת של כרטיס מצפן שכזה, בנוסף לציין את הכיוון לצפון, פועלת כרמה להגדרת מטוס השעון במצב אופקי. כמובן שעדיף לקבוע רמת בועה נוספת, אך מחוסר בה החלטתי שהגדרת האופק בכרטיס תספיק לצעצוע מזכרות, אף אחד לא יבדוק את הפעמונים עליהם.
2 קדרן (חיוג) שעון אופקי שונה מזו המשוונית בכך שהזוויות בין סמני השעות אינן אחידות. עבור משקפי שמש אופקיים ניתן לסמן את המסגרת בשלושה דרכים:
- דרך ראשונה הקלה ביותר, אך לא מדויקת, אתה רק צריך לכוון את השעון, לכוון אותו בקפדנות, ואז לסמן על המסגרת כל שעה וכך לסמן את החוגה כולה. עדיף לעשות זאת בימים בהם תיקון משוואת הזמן קרוב לאפס (ראה "אנלמה"). ושעות כאלה יוצגו כבר זמן אזרחי, תוך התחשבות בתיקון באורך הרוח.
- דרך שנייה - סימון באמצעות קונסטרוקציות גיאומטריות, הוא זקוק לעיפרון, מדד ומצפן.
אנו מציירים שני קווים בניצב הדדית ומסמנים את נקודה A.
ממנו אנו מציירים את קו AC כך שהזווית של ה- CAB שווה לקו הרוחב של האזור שלנו.
מנקודה B מציירים בניצב לקו AC ומסמנים לפי נקודה D
בשלב הבא, מנקודה B מציירים מעגל של רדיוס BD לצומת עם קו AB ומסמנים את נקודה O. כעת בעזרת נקודה זו כמרכז, צייר מעגל של רדיוס OB, וחלק אותו לגזרות של 15 °, והרחיב כל קרן לקו BC. נקודות ההצטלבות של הקרניים עם הקו יקבעו את סימון השעה של השעונים שלנו.
בחיבור הנקודות הללו לנקודה A, אנו מקבלים חצי מחוגה, או ליתר דיוק את הרבע שלה, מכיוון שקווי השעה 6 עד 12 סימטריים לקווים מ 12 עד 18 ביחס לציר AB, והסימנים 18 עד 6 שעות (בוא נקרא להם לילה) הם סימטריים לשעות היום.
- ובכן, סוף סוף, השיטה השלישית היא טריגונומטרית או מחושבת. אנו קובעים את זוויות קווי הזמן על ידי הנוסחה: tan α = sin φ x tan t
כאשר α הוא זווית השעון על המסגרת
φ- קו הרוחב של המקום
פרק זמן t שבא לידי ביטוי במידת תואר (מחישוב 1h-15 °)
לדוגמא, לדעתי, הזווית בין הקווים של 11 עד 12 שעות תהיה sin57 ° x tg15 ° = 0.8386x0.2679 = 0.2247, שתואם 12.6 °, וזו הסיבה, אני חוזר ואומר, כרטיס המצפן מותאם לגודל הנטייה המגנטית ( 11 °).
קווי חצי שעה ורבע שעה הם די פשוטים לסימון על ידי חלוקת קטע השעה.
לכן, באחת משתי הדרכים האחרונות, הקדן סומן על ידינו. הסימון שהתקבל יראה לנו את הזמן הממוצע המקומי, השונה מהזמן הרגיל (האזרחי) בכמות שתלויה באורך האורך של מקום התצפית.
כידוע, הספירה לאחור מגיעה מ גריניץ 'מרידיאן (GMT), ואז לאחר 15 ° אזורי הזמן משתנים. לזמן מוסקבה (MSK) אזור הזמן הוא GMT +3, אך זה גם ביחס לזמן השמש האמיתי, למשל, ההבדל בין הזמן האמיתי והסטנדרטי במוסקבה הוא 29 דקות 40 שניות. המשמעות היא שכאשר פעמוני הכיכר האדומה יכו את חצות הלילה, חצות אמת בשעה שמש תגיע רק בעוד חצי שעה. באזור שלי ההבדל הוא 31 דקות, כך שהחלוקות עוברות חצי שעה. כך נראה במוצר המוגמר:
3 Gnomon (חץ), בהגדרה, חייב להיות מתקפל. המשימה הייתה לעמוד בזווית הרוחב והאנכיות של מישור ההתקנה. אתה יכול כמובן פשוט להניח אותו על צידו, אבל במקרה זה הממדים היו קטנים ונראה שהגנומון הלך לאיבוד במטוס השעון, ולכן הוחלט לגרום לחלק הזה להרים. במקרה זה, ניתן להגדיל את האורך גם לממדים הרצויים, ואת האנכיות נשמרת בגבולות מקובלים (מחזהו של הגנומון הוא בטווח של 1 מעלות), וזווית הרוחב של המקום נקבעת על ידי טחינת העקב של הגנומון, שלא משתנה לאחר מכן.
הפרטים עשויים פליז 1 מ"מ. בחירת החומר נובעת מהעובדה שהיא חייבת להיות לא מגנטית, כדי לא להונות את המצפן, והיא נכנעת היטב להלחמה עם מוכרים רכים.
4 אנלמה (יוונית ανάλημμα, "בסיס, יסוד") הוא עקומה המחברת סדרה של עמדות רצופות של הכוכב המרכזי של מערכת פלנטרית (במקרה שלנו, השמש) ברקיע של אחד מכוכבי הלכת של מערכת זו באותו זמן במהלך השנה (ויקיפדיה).
במילים אחרות, עקומה זו מראה עד כמה השעונים שלנו ממהרים או מאחור יחסית לזמן הממוצע. לדוגמה, באוקטובר השמש נמצאת בשיאה 16 דקות קודם לכן, ובפברואר 14 דקות אחרי הצהריים בממוצע שנתי. תופעה זו קשורה לאליפטיות של המסלול ונטיית ציר כדור הארץ. לא ניכנס לפרטים, חשוב לנו לדעת כמה דקות באיזה יום אתם צריכים להוסיף או להפחית מקריאת משקפי השמש שלנו בכדי לקבוע את השעה באופן מדויק יחסית. לשם כך, אנו ממקמים את הקמצוץ היפה הזה על המשטח הפנימי של המכסה.
כעת אנו אוספים את כל האמור לעיל יחד.
באופן קונבנציונאלי, אנו נחלק את המכשיר שלנו לשני חלקים - שמש השמש והמכסה (יש לנו כיס אחד, כך שהם ייראו כמו מארז סיגריות). מגליון דיקט חתכנו חמישה מלבנים בגודל 100x120 מ"מ.
לפיסות עבודה יש לחתוך פינות בגודל 15 מ"מ. מכל צד, כפי שניתן לראות בפרטי הכריכה:
כדי להתקין את הגנומון והמצפן, חתכנו חורים בחסימות הקדרן בצד האחורי ובמצע העוקב אחריו. אנו מעמיקים את Gnomon כך שציר הסיבוב שלו נמצא במטוס הקדרן, וחותך שכבה אחת של דיקט (הוא מעט יותר מ- 1 מ"מ).
אנו מדביקים את החלקים, ואז, כמו בבדיחה, מעבדים בזהירות עם קובץ, וכדי לדייק יותר, חלקי הקצה מודבקים בפורניר מאותו דיקט ומעובדים בנייר זכוכית. הצירים המחברים את הכיסוי לגוף עשויים חוטי נחושת ומודבקים באפוקסי.
ובכן, אז אנו עוסקים בקישוט כך שהמלאכה שלנו לא תיראה כמו קופסת דיקט פשוטה, על המכסה אנו מדביקים ציור מסוגנן של השמש
וכדי לתת מראה ישן נעבד את המוצר עם מייבש שיער. כתוצאה מכך, אנו מקבלים צעצוע כזה למבוגרים בלבד.
מסקנה נדמה לי שמתנה כזו לבני נוער היא הרבה יותר מעניינת ושימושית מכל גאדג'ט חדשני שנרכש בחנות (על אחת כמה וכמה שלא תתפלאו). לפחות הדבר הזה גורם למוח לעבוד, אבל אם הסקרנות תתעורר ללמוד יותר במדעים, זה יהיה פשוט נפלא.
אבל כיצד להשתמש בשעון: