Ahoj všetci! Upozorňujem na zábavu remeslá, vyrobené vlastnými rukami z improvizovaných materiálov. Na jednej strane je to len hračka, suvenír a na druhej strane je to vážna vec, ktorá si vyžaduje určité znalosti a zručnosti v takých vedných odboroch, ako je astronómia, geografia, matematika a fyzika. Budeme hovoriť o starodávnom prístroji na určenie času - o slnečných hodinách, o ktorých každý pravdepodobne počul, niektorí dokonca videli, že ich niekto dokonca mohol urobiť. Myslím, že nie je potrebné podrobne popisovať princíp činnosti a návrh stacionárnych hodín, všetko je na internete podrobne opísané, zameriam sa len na niekoľko detailov a funkcií.
Na vytvorenie tohto návrhu potrebujeme:
1. Preglejka 3-vrstvová 4 mm
2. Kompasujte suchou šípkou
3. Mosadzný plech hrúbky 1 mm.
4. Medený drôt ø 0,8 - 1 mm.
Sada náradia je nasledovná:
1. Píla
2. Veľmi ostrý nôž
3. Jigsaw je obyčajná (nie elektro)
4. Kresliaci nástroj (kompas, uhlomer, pravítko atď.)
5. Nožnice na kov
6. Spájkovačka
7. Sada súborov
8. Stavebný fén
9. Brúsny papier rôznych veľkostí zŕn
10. Ak je to potrebné, zariadenie na spaľovanie
Z názvu článku je už zrejmé, že toto zariadenie je mobilné, to znamená prenosné, ktoré musí byť na určenie času orientované vzhľadom na súradnice Zeme, konkrétne: poludňajšia línia hodín by sa mala zhodovať so smerom poludníka. Z tohto dôvodu bol v návrhu nainštalovaný kompas. Mimochodom, tieto hodinky správne zobrazia čas iba v oblasti, ktorej súradnice boli použité vo výpočtoch. Zemepisná dĺžka miesta určuje uhol sklonu gnomónu (ručičky hodín) a časové rozdelenie cadranu (ciferník) a zemepisná šírka je dôležitá pre korekciu miestneho času na časové pásmo (civilný čas).
Naše hodinky budú pozostávať z nasledujúcich prvkov:
1 kompas, Pre presnejšiu orientáciu na severný smer hodinky používajú mierne upravený obyčajný kompas so šípkami. Spresnenie spočíva v tom, že karta kompasu je prilepená priamo na šípku, a nie iba prilepená, ale s korekciou magnetického sklonu (pre našu oblasť je to 11 °, čo môže spôsobiť chybu asi hodinu)
Na začiatok som kompas rozdelil na jeho komponenty:
Páčilo sa mi nakreslenie práve stiahnutej karty z internetu, jej vytlačení v správnej veľkosti na fotografický papier a vloženie na šípku s prihliadnutím na magnetickú deklináciu, pretože na karte už bolo odstupňovanie.
S vyvážením som musel drotať brúsením zadnej strany.
Ďalšou funkciou takejto kompasovej karty je, okrem naznačenia smeru na sever, aj úroveň nastavenia hodinovej roviny v horizontálnej polohe. Samozrejme, že by bolo lepšie vytvoriť ďalšiu úroveň bublín, ale pre jej nedostatok som sa rozhodol, že nastavenie vodorovnosti karty bude stačiť na hračku so suvenírmi, nikto na nich nebude kontrolovať zvonkohry.
2 cadran (dial) horizontálne hodinky sa líšia od rovníkových hodiniek v tom, že uhly medzi značkami hodín sú nerovnomerné. V prípade horizontálnych slnečných hodín sa rám môže označiť tromi spôsobmi:
- Prvý spôsob najjednoduchšie, ale nie presné, stačí nastaviť hodiny, presne ich nasmerovať a každú hodinu urobiť značku na ráme, a tým označiť celý číselník. Je lepšie to urobiť v dňoch, keď je korekcia rovnice času takmer nulová (pozri „Analema“). A tieto hodiny sa zobrazia už vzhľadom na civilný čas, pričom sa zohľadní pozmeňujúci a doplňujúci návrh o dĺžke.
- Druhý spôsob - značenie pomocou geometrických konštrukcií, vyžaduje ceruzku, uhlopriečku a kompas.
Nakreslíme dve vzájomne kolmé čiary a označíme bod A.
Z ktorého čerpáme čiaru striedavého prúdu tak, že uhol CAB sa rovná šírke našej oblasti.
Z bodu B nakreslite kolmicu na priamku AC a označte bodom D
Ďalej z bodu B nakreslite kružnicu s polomerom BD na priesečník s čiarou AB a označte bod O. Teraz pomocou tohto bodu ako stredu nakreslite kružnicu s polomerom OB a rozdelte ju do sektorov po 15 °, pričom každý lúč sa tiahne k priamke BC. Priesečníky lúčov s čiarou určujú hodinové značky našich hodiniek.
Spojením týchto bodov s bodom A dostaneme polovicu číselníka alebo skôr jeho štvrtinu, pretože hodinové linky od 6 do 12 sú symetrické k linkám od 12 do 18 vo vzťahu k osi AB a značky od 18 do 6 hodín (povedzme im noc) sú symetrické vo dne.
- Nakoniec, tretia metóda je trigonometrická alebo vypočítaná. Uhly časových radov určujeme vzorcom: tan α = sin φ x tan t
Kde α je uhol hodín na ráme
φ - zemepisná šírka miesta
t- časové obdobie vyjadrené v stupňoch (od výpočtu 1h-15 °)
Napríklad v mojom prípade bude uhol medzi čiarami 11 a 12 hodín sin57 ° x tg15 ° = 0,8386x0,2679 = 0,2247, čo zodpovedá 12,6 °, čo je dôvod, prečo opakujem znovu, kompasová karta je nastavená na veľkosť magnetickej deklinácie ( 11 °).
Polhodinové a štvrťhodinové riadky sa dajú celkom jednoducho rozdeliť rozdelením hodinovej časti.
Takže jedným z posledných dvoch spôsobov bol náš kadran označený. Výsledné značenie nám ukáže miestny priemerný čas, ktorý sa líši od štandardného (civilného) času o množstvo, ktoré závisí od zemepisnej dĺžky miesta pozorovania.
Ako viete, odpočítavanie pochádza od Greenwichského poludníka (GMT) a po 15 ° sa časové pásma zmenia. V prípade moskovského času (MSK) je časové pásmo GMT +3, je to však tiež relatívne k skutočnému slnečnému času, napríklad rozdiel medzi skutočným a štandardným časom v Moskve je 29 minút 40 sekúnd. To znamená, že keď bzučiaky na Červenom námestí bijú o polnoci, pravá polnoc za slnečného času príde iba o pol hodiny. V mojej oblasti je rozdiel 31 minút, takže divízie sa posunú o pol hodiny. Takto vyzerá finálny produkt:
3 Gnomon (šípka) musí byť podľa definície skladací. Úlohou bolo vydržať uhol zemepisnej šírky a vertikálnosť inštalačnej roviny. Samozrejme, môžete to jednoducho položiť na bok, ale v tomto prípade boli rozmery malé a trpaslík sa zdal byť stratený v rovine hodín, preto bolo rozhodnuté túto časť zdvihnúť. V tomto prípade je možné dĺžku zväčšiť na požadované proporcie a zvislosť sa udržiava v prijateľných medziach (hra gnomónu je v rozsahu 1 °) a uhol zemepisnej šírky miesta sa nastaví brúsením päty gnomónu, ktorá sa následne nemení.
Detaily sú vyrobené z mosadze 1 mm. Výber materiálu je spôsobený skutočnosťou, že musí byť nemagnetický, aby nedošlo k podvádzaniu kompasu, a podlieha spájkovaniu mäkkými spájkami.
4 analema (Grécky ανάλημμα, „základňa, nadácia“) je krivka spájajúca sériu po sebe idúcich pozícií centrálnej hviezdy planétového systému (v našom prípade Slnko) v nebeskej oblohe jednej z planét tohto systému v rovnakom čase dňa v priebehu roka (Wikipedia).
Inými slovami, táto krivka ukazuje, koľko sú naše hodinky v zhone alebo za relatívne k priemernému času. Napríklad v októbri je slnko na svojom zenite o 16 minút skôr a vo februári 14 minút po poludnie v priemere za rok. Tento jav súvisí s elipticitou obežnej dráhy a so sklonom osi Zeme. Nebudeme sa zaoberať podrobnosťami, je dôležité, aby sme vedeli, koľko minút v ktorý deň musíte pridať alebo odčítať odčítania našich hodín, aby ste mohli relatívne presne určiť čas. Za týmto účelom umiestnime túto prekrásnu hádku na vnútorný povrch veka.
Teraz zhromažďujeme všetky vyššie uvedené informácie.
Naše zariadenie podmienečne rozdelíme na dve časti - skutočné slnečné hodiny a veko (máme vreckovú, takže budú vyzerať ako puzdro na cigaretu). Z preglejky sme vyrezali päť obdĺžnikov s rozmermi 100 x 120 mm.
Na obrobky rezané rohy 15 mm. na každej strane, ako je vidieť na detailoch obálky:
Aby sme nainštalovali gnomon a kompas, vyrežeme diery v polotovaroch kadranu na zadnej strane a substráte, ktorý nasleduje. Gnomón prehlbujeme tak, že os jeho rotácie leží v rovine kadranu a odreže jednu vrstvu preglejky (je o niečo viac ako 1 mm).
Časti lepíme, potom ako v prípade vtipu, starostlivo spracujeme pilník a presnejšie povedané, koncové časti sú zlepené dýhou z tej istej preglejky a spracované brúsnym papierom. Závesy spájajúce kryt s telom sú vyrobené z medeného drôtu a zlepené epoxidom.
Potom sa zaoberáme zdobením, aby naše plavidlo nevyzeralo ako obyčajná preglejková krabica, na viečko nalepíme štylizovanú kresbu Slnka.
A aby sme mali starý vzhľad, spracujeme výrobok so sušičom vlasov. Výsledkom je, že dostávame práve takú hračku pre dospelých.
Záver. Zdá sa mi, že takýto darček pre tínedžera je omnoho zaujímavejší a užitočnejší ako akýkoľvek moderný gadget zakúpený v obchode (o to viac nebudete prekvapení). Prinajmenšom to spôsobí, že mozog funguje, ale ak sa zvedavosť prebudí, aby sa vedy dozvedeli viac, bude to úžasné.
Ale ako používať hodinky: