Саморобний сонячний годинник

Про матеріал

Виготовлення сонячного годинника Для виготовлення сонячного годинника знадобляться: • пластиковий диск, діаметром 360 мм (можливо взяти іншого діаметра – 35…1000 мм); • велосипедна шпиця; • втулка з різьбою; • набір цифр 4…22, необхідної величини; • клей «момент»; • дві металеві смужки для підставки довжиною 54…60 мм, шириною 15…20 мм і з товщиною 2…3 мм ; • гвинти М3 (4 шт.), гайки з різьбою М3 (4шт.); • транспортир; • компас; • дриль ручна; • свердло діаметром 3,2 мм; • лист прозорого пластика. Найпростіше виготовити екваторіальний сонячний годинник. Така конструкція не є нова. Але вона настільки проста, що варто виготовити сонячний годинник і користуватись ним на дачі.

Перегляд файлу

Прості досліди з фізики в домашніх умовах

А. Ейнштейн сказав: «Істина — це те, що витримує перевірку дослідом».

Досліди з фізики допоможуть ввійти до чудесного світу знань. Для учнів 5 -11 класів вони будуть нескладними. Зрозумівши основні фізичні принципи і закони, учні відчувають себе більш впевнено.

Щоб вивчення законів фізики в домашніх умовах було безпечним, необхідно дотримуватися запобіжних заходів:

1. Абсолютно всі експерименти необхідно проводити за участю дорослих.

2. Необхідно бути особливо уважними, якщо використовуються гострі, колючо-ріжучі предмети, відкритий вогонь. При цих дослідах присутність дорослих обов'язкова.

3. Використання отруйних речовин заборонено.

Виготовлення сонячного годинника

Для виготовлення сонячного годинника знадобляться:

• пластиковий диск, діаметром 360 мм (можливо взяти іншого діаметра –

35…1000 мм);

• велосипедна шпиця;

• втулка з різьбою;

• набір цифр 4…22, необхідної величини;

• клей «момент»;

• дві металеві смужки для підставки довжиною 54…60 мм, шириною

15…20 мм і з товщиною 2…3 мм ;

• гвинти М3 (4 шт.), гайки з різьбою М3 (4шт.);

• транспортир;

• компас;

• дриль ручна;

• свердло діаметром 3,2 мм;

• лист прозорого пластика.

Найпростіше виготовити екваторіальний сонячний годинник. Така конструкція не є нова. Але вона настільки проста, що варто виготовити сонячний годинник і користуватись ним на дачі.

В Україні у багатьох містах є сонячні годинники — як стародавні, так і сучасні декоративні.

У місті Києві є декілька сонячних годинників. Однак визначною пам'яткою і найстарішим сонячним годинником міста є пам'ятка науки кінця XVIII століття сонячний годинник Києво https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D1%94%D0%B2%D0%BE-%D0%9C%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%BB%D1%8F%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D0%B0_%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D0%BC%D1%96%D1%8F Могилянської академії авторства француза П'єра Брульйона. Старий сонячний годинник того ж майстра є деталлю фонтану «Самсон» на Подолі .

Сонячний годинник вертикального типу встановлений у Чернівцях на стіні костелу Воздвиження Святого Хреста показано на фото 1.

Костел почали будувати в 1787 році, але завершили будівництво лише через 27 років. Сонячний годинник виконаний на 6-ти аркушах заліза, що склепані між собою, виглядає як усічений сектор кола і має розмітку: годинні і півгодинні поділи та позначення годин арабськими цифрами від 8 години ранку до 5 години вечора. Розмітка і цифри нанесені чорною фарбою. Орієнтація стіни, на якій розміщений сонячний годинник – південнозахідна.

Гномон – полярний, на дугоподібній підставці, виготовлений із металу. Довжина стріли – близько 80 см. Стріла зміщена від лінії вертикалі при-близно на 20 градусів. Ось «підстава гномона – значення 12 годин» вертикальна. Годинник показує час другого часового поясу

(зимовий київський час) з поправкою на місцевий час.

Місце розташування: м. Чернівці, площа Воздвиження Святого Хреста, в. Головна.

Час побудови: 1787-1814 рр. (костел)

Координати: 48°17,6’N, 25°56,2’E.

Фото 1 (фото взято з Інтернету)

Перші сонячні годинники стали виготовляти ще до нашої ери. За кілька тисячоліть пристрої розроблені тоді практично не змінилися і не стали складнішими. Завдяки цьому

кожен дачник зможе легко змайструвати такий виріб у себе на ділянці.

плоскій поверхні з

Сонячний годинник складається з двох елементів: кадрана —

нанесеними на неї часовими розподілами (циферблатом) та гномона — прямого стрижня, закріпленого на кадрані. Гномон відкидає тінь від Сонця на циферблат. Тінь працює за аналогією зі стрілкою як в звичайних годинах. За тим же принципом імпровізований гномон використовується для визначення географічної широти і довготи, де потрібно визначення сонячного часу та місцевого полудня. Сонячний годинник показує не місцевий середній час, а справжній сонячний. Якщо ж ви хочете бачити місцевий час, то необхідно коригувати і зрушувати значення циферблата. Оскільки істинний полудень може на годину - дві відрізнятися від місцевого. Застава правильного визначення часу - це правильно зорієнтований у просторі годинник.

Сонячний годинник підрозділяють на три основних види:

• вертикальні;

• похилі (екваторіальні);

• горизонтальні.

Гномон — прикріплений до рівної поверхні стрижень. Він виконує функцію стрілки, а відкидається їм тінь допомагає точно визначити час.

Кадран — пласка поверхня, на яку нанесена спеціальна розмітка. Ця деталь конструкції використовується в якості циферблата.

Найпростіше виготовити екваторіальний сонячний годинник

• Підготовимо циферблат для годинника – на пластику (на папері) креслимо коло і ділимо його на 24 дуги – отримаємо сегменти по 15^о, як це показано на рис. 1. Наносити цифри для темної пори суток не має необхідності.

• У центр циферблата перпендикулярно вставляємо сирижень будь-якої довжини. Доцільніше в центрі встановити металеву втулку і в ню вставляти стрижень.

Тепер потрібно правильно встановити годинник.

• Готовому циферблату надаємо кут нахилу, за допомогою підставки. Висота підставки (кут нахилу) визначається для кожної місцевості окремо. Наприклад, для Кельменців кут дорівнює 90 градусів мінус 48 градусів (північна широта) = 42 градуса. Широту кожного міста можна подивитися в Інтернеті. Наприклад, для Києва кут дорівнює 90 градусів мінус 50 градусів (північна широта) = 40 градусів.

• Знайшовши кут нахилу циферблата, орієнтуємо його на місцевості, спрямовуючи, тепер вже похилу стрілку на північ.

Недолік екваторіальних сонячних годинників т, в тому, що показувати час вони будуть тільки пів року, взимку ж вони будуть знаходиться в тіні, але і використовуються вони в основному на дачах і в весняно – літній - осінній період.

Підготовлений циферблат для сонячного годинника показано на рис. 1

Рис. 1

Сонячний годинник з таким циферблатом буде показувати «сонячні» години, тобто дійсний час; а в зв’язку з введенням літнього часу в 2022 році доцільно в 2022 році використати циферблат з зсувом на одну годину, як це показано на рис. 2 – при цьому не потрібно додавати 1 год. до показників при спостереженнях часу.

Рис. 2

Металеві смужки вигинаємо і надаємо форму, приведену на рис. 3 з необхідним гострим кутом ˠ. Таких підставок необхідно виготовити дві. Розміри підставок залежать від розмірів площини самого годинника.

На підготовлені підставки встановлюємо пластиковий диск, просвердлюємо отвори в пластику і підставках і прикріпляємо пластиковий диск до підставок гвинтами і гайками. Таким чином демонстраційний екваторіальний сонячний годинник готовий до використання. Якщо годинник буде використовуватись на дачі, то поверх паперового циферблата слід встановити прозорий пластик з органічного скла, або цифри на основному пластику намалювати фарбою. Зовнішній вигляд екваторіального сонячного годинника показано на фото 2. Конструкцію необхідно встановити на місцевості спрямовуючи похилу стрілку на північ. В принципі можливо обійтись і без компаса, орієнтуючи тінь від стрілки на завідомо відомий час, звіряючи з додатковим годинником – при цьому і в іншій час доби сонячний годинник буде показувати правильно.

Фото 2

Переносні мініатюрні екваторіальні сонячні годинники можливо виготовити за декілька хвилин, використавши пінопласт в якості підставки і закріпивши циферблат скотчем. В якості стрілки можливо використати швейну голку, або тонкий стрижень. Такі «годинники» показані на фото 3 не «бояться» води, так що і на дачі їх також можливо використовувати. Маса такого «годинника» від 3-х до 7-ми гр., і щоб його не знесло вітром, то необхідно притискати камінцем.

Фото 3

Можливо також за 10…15 хвилин виготовити «кишеньковий екваторіальний сонячний годинник», який показано на фото 4. Конструкція досить проста – циферблат встановлюється між двома прямокутниками з прозорого пластика і «прошивається» по периметру. Пластинки оргскла можливо також склеїти. В центрі циферблата просвердлюється отвір для вставлення тонкого стрижня. При користуванні «годинником» людина стає так, щоб північ була за спиною, витягує руку і на долоню встановлює пристрій зорієнтувавши його на північ – долонь повертаємо так, щоб утворився необхідний гострий кут для даної місцевості. Зрозуміло, що при виставленні кута буде деяка похибка, проте це допустимо. Якщо знайома місцевість і людина орієнтується – де північ, то можливо обійтись і без компаса і «кишеньковий екваторіальний сонячний годинник» досить точно показує час. Маса такого «годинника» всього 10 гр.

Для носінні в кишені стрижень виймається з пластинок. Стрижень і пластинки необхідно вставити в шкіряний футляр щоб не пошкодити кишеню.