Zegar słoneczny to urządzenie, które wykorzystuje położenie słońca do odzwierciedlenia czasu. Pionowy kij, zwany gnomonem, rzuca cień na wcześniej zaznaczoną tarczę zegara słonecznego. Gdy słońce porusza się po niebie, porusza się również cień. Koncepcję tę można łatwo zademonstrować na swoim podwórku za pomocą bardzo prostego zegara słonecznego zbudowanego z kija i kilku małych kamieni. Istnieje wiele łatwych projektów, które dzieci mogą wykonać, aby nauczyć się tej koncepcji. Aby uzyskać coś bardziej zaawansowanego, możesz zbudować stały zegar słoneczny w swoim ogrodzie lub podwórku. Po odmierzeniu i odrobinie stolarki dokładnie odwzoruje czas.
Kroki
Metoda 1 z 3: Używanie patyków i kamieni
Krok 1. Zbierz swoje narzędzia
Ten niezwykle prosty zegar słoneczny to świetny sposób na wyjaśnienie koncepcji przy bardzo niewielkim planowaniu. Wszystko, czego potrzebujesz, aby go stworzyć, to kilka prostych przedmiotów znalezionych na swoim podwórku. Narzędzia te to prosty kij (o długości około dwóch stóp), garść kamyków i zegarek lub telefon komórkowy, aby określić czas.
Krok 2. Znajdź słoneczne miejsce do posadzenia patyka
Poszukaj miejsca, które przez cały dzień jest nasłonecznione. Wciśnij jeden koniec kija w trawę lub ziemię. Jeśli mieszkasz na półkuli północnej, lekko przechyl kij w kierunku północnym. Jeśli mieszkasz na półkuli południowej, zmniejsz ją nieco w kierunku południowym.
- Jeśli nie masz dostępu do trawiastego obszaru z miękką ziemią, możesz improwizować.
- Napełnij małe wiadro piaskiem lub żwirem i umieść patyk bezpośrednio na jego środku.
Krok 3. Zacznij o 7:00 rano
Jeśli chcesz ukończyć zegar słoneczny w ciągu jednego dnia, zacznij rano po pełnym wschodzie słońca. Zbadaj patyk o 7:00 rano. Gdy słońce na niego zaświeci, patyk rzuci cień. Użyj jednego ze swoich kamyków, aby zaznaczyć miejsce, w którym pada cień na ziemię.
Krok 4. Wracaj do kija co godzinę
Ustaw alarm lub miej oko na zegarek, aby móc aktualizować tarczę co godzinę. Wróć o 8:00 i użyj kolejnego kamyka, aby zaznaczyć, gdzie cień kija pada na ziemię. Zrób to samo o 9:00, 10:00 i tak dalej.
- Jeśli chcesz uzyskać największą dokładność, użyj kredy, aby oznaczyć każdy kamyk dokładnym czasem, w którym umieściłeś go na ziemi.
- Cień przesunie się zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Krok 5. Kontynuuj ten proces do zmierzchu
Wracaj co godzinę i zaznacz to kamykiem na ziemi. Rób to, aż w ciągu dnia nie będzie już światła słonecznego. Twój zegar słoneczny będzie gotowy na koniec dnia. Dopóki świeci słońce, możesz użyć tego prostego urządzenia, aby określić, która jest pora dnia.
Metoda 2 z 3: Używanie papierowego talerza i słomy
Krok 1. Zbierz swoje narzędzia
Ten prosty zegar słoneczny to świetny projekt dla dzieci w letni dzień. Wymagane narzędzia są bardzo proste – prawdopodobnie masz już wszystko, czego potrzebujesz w domu. Wymagane przedmioty to kredki/markery, papierowy talerzyk, zaostrzony ołówek, pinezki, linijka i prosta plastikowa słomka.
Rozpocznij przygotowywanie talerza około 11:30 w słoneczny, bezchmurny dzień
Krok 2. Napisz liczbę 12 na samej krawędzi talerza
Użyj do tego kredki lub markera. Weź zaostrzony ołówek i przełóż go przez środek papierowej płytki. Usuń ołówek, tak aby pozostała dziura pośrodku.
Krok 3. Użyj linijki, aby narysować linię prostą
Narysuj go od 12 do otworu, który zrobiłeś na środku talerza. Ta liczba reprezentuje godzinę 12 w południe.
Krok 4. Użyj kompasu, aby określić najbliższy biegun niebieski
Twoja słoma lub gnomon powinna wskazywać na najbliższy biegun niebieski, który jest równoległy do osi Ziemi. To biegun północny dla mieszkańców półkuli północnej. Jeśli mieszkasz na półkuli południowej, to jest to biegun południowy.
Krok 5. Wynieś talerz na zewnątrz tuż przed południem
Umieść go na ziemi w miejscu, które przez cały dzień będzie nasłonecznione. Przełóż słomkę przez otwór w środku talerza.
Krok 6. Lekko popchnij słomkę
Zrób to tak, aby był pochylony w kierunku najbliższego bieguna niebieskiego.
Krok 7. Obróć płytkę dokładnie w południe
Obróć go tak, aby cień słomy zrównał się z narysowaną linią. Ponieważ mierzysz tylko godziny światła dziennego, płyta będzie wyglądać jak zegar, pokazując tylko 12 godzin.
Krok 8. Przymocuj płytę do podłoża
Wbij kilka pinezek przez płytę, aby pozostała w tym samym miejscu na ziemi.
Krok 9. Wróć na płytkę godzinę później
O 13:00 wróć do talerza i sprawdź położenie cienia słomy. Napisz cyfrę 1 na samej krawędzi talerza, gdzie widzisz pada cień.
Krok 10. Ustaw alarm i wychodź na zewnątrz co godzinę
Kontynuuj zaznaczanie pozycji cienia na krawędzi płytki. Zauważysz, że cień porusza się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.
Krok 11. Porozmawiaj z dzieckiem o cieniu
Zapytaj ich, dlaczego uważają, że cień się porusza. Wyjaśnij, co się dzieje, gdy cień porusza się wokół tarczy.
Krok 12. Powtarzaj ten proces do zmierzchu
Znakuj tabliczkę co godzinę, aż zabraknie światła dziennego. W tym momencie zegar słoneczny będzie gotowy.
Krok 13. Sprawdź płytkę następnego dnia
Poproś dziecko, aby wróciło na talerz następnego słonecznego dnia i podało Ci godzinę w oparciu o położenie cienia. To proste urządzenie może służyć do określania godziny w każdy słoneczny dzień.
Metoda 3 z 3: Budowanie zaawansowanego zegara słonecznego
Krok 1. Wytnij koło o średnicy 20 cali z -calowej sklejki
Ten okrąg będzie twarzą zegara słonecznego. Pokryj obie strony drewnianego koła podkładem. Po wyschnięciu podkładu zastanów się, jak ma wyglądać Twój zegar słoneczny. Musisz wybrać styl liczb, na przykład cyfry rzymskie, liczby standardowe i tak dalej.
- Wybierz kolory, których chcesz użyć i, jeśli chcesz, rysunek lub ilustrację do umieszczenia na twarzy.
- Narysuj kilka różnych projektów, aż zdecydujesz się na coś ostatecznego.
Krok 2. Narysuj ostateczny projekt na dużym kawałku okrągłego papieru
Użyjesz tego jako szablonu do przeniesienia wzoru na drewniany okrąg, więc narysuj go w skali. Teraz musisz umieścić liczby na projekcie, co będzie wymagało dokładnego pomiaru. W tym celu użyj linijki i kątomierza.
- Zacznij od cyfry 12 na samej górze, jak tarcza zegara.
- Zmierz miejsce, w którym znajduje się środek koła, a następnie użyj linijki, aby narysować dokładną linię od 12 do środka.
Krok 3. Za pomocą kątomierza zmierz dokładnie 15 stopni w prawo
Zaznacz tam numer 1. Użyj linijki, aby narysować kolejną linię godzin. Kontynuuj zaznaczanie liczb dokładnie 15 stopni od siebie. Przesuń w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara i użyj kątomierza, aby kontynuować zaznaczanie liczb. Poruszaj się dookoła, aż dojdziesz do numeru 12. Będzie to dokładnie naprzeciwko pierwszej 12. To oznacza południe i północ.
- Następnie zacznij ponownie od 1, aż skończysz z powrotem na oryginalnej 12 na samej górze. Liczby są teraz dokładnie zaznaczone na papierze.
- Pełne 24 godziny są reprezentowane dla najdokładniejszej dokładności. Kiedy zmieniają się pory roku, zmienia się również pozycja Ziemi. Latem dni są dłuższe. Zimą są krótsze.
- Latem zdarzają się dni, kiedy światło dzienne ma więcej niż 12 godzin.
Krok 4. Pomaluj swój projekt na drewnianym kole
Użyj swojego papieru jako szablonu, aby liczby i linie godzin dokładnie pasowały do tego, co dokładnie odmierzyłeś. Użyj markerów olejowych, aby umieścić liczby na drewnie, ponieważ będą wymagały dopracowania drobnych szczegółów. Markery malarskie są lepsze niż markery permanentne, ponieważ są bardziej odporne na żywioły.
Krok 5. Zdobądź gnomon
Gnomon jest częścią zegara słonecznego, która rzuca cień. Jest to długość gwintowanej rury, która powinna mieć około dwóch lub trzech cali długości. Jego średnica powinna wynosić pół cala. Upewnij się, że średnica gnomonu jest nieco szersza niż sama rura. Zaimprowizuj stożkową końcówkę.
- Długość rury i końcówki gnomonów nie powinna być dłuższa niż trzy cale.
- Pomaluj gnomon na dowolny kolor. To zapobiegnie rdzewieniu.
Krok 6. Przygotuj słupek zegara słonecznego do montażu
Na słupku będzie zamontowana tarcza zegara słonecznego, drewniane koło. Będziesz potrzebował formowanego ciśnieniowo drewnianego słupka 4x4x8, który został poddany obróbce na zewnątrz. Musi być idealnie prosty i bez dużych pęknięć. Aby prawidłowo go zamontować, wierzch słupka należy przyciąć pod precyzyjnym kątem.
- Aby uzyskać ten kąt, odejmij swoją aktualną szerokość geograficzną od 90 stopni.
- Na przykład, jeśli znajdujesz się na 40 stopniach szerokości geograficznej północnej, narysujesz kąt 50 stopni na 4x4.
Krok 7. Wytnij kąt w słupku
Narysuj linię pod kątem prostym za pomocą kwadratu stolarskiego. Narysuj tę linię sześć cali od góry słupka. Linia jest dolną stroną kątownika. Użyj kątomierza, aby go zmierzyć, a następnie wytnij kąt piłą stołową.
- Następnie zmierz środek tarczy zegara słonecznego i wywierć tam otwór.
- Przetestuj mocowanie słupka do tarczy zegara za pomocą śruby do drewna 5/16 cala, aby upewnić się, że wszystko pasuje do siebie.
Krok 8. Wykop dziurę pod słupek
Znajdź słoneczne miejsce na swój zegar słoneczny i wykop dziurę pod słupek. Upewnij się, że nie przeszkadzasz żadnym zakopanym pod ziemią kablom lub liniom. Umieść słupek w otworze. Sprawdź, czy nie jest wyższy niż pięć stóp nad ziemią, gdy stoisz wyprostowany. Użyj kompasu, aby upewnić się, że kąt, który wycinasz w słupku, jest skierowany na północ. Użyj poziomicy stolarskiej, aby upewnić się, że słupek stoi dokładnie pionowo.
- Zamocuj słupek na stałe, wylewając go i osadzając w cemencie.
- Odczekaj kilka dni przed zamontowaniem tarczy zegara, aby cement całkowicie wyschł.
Krok 9. Przymocuj tarczę zegara słonecznego do słupka
Użyj śruby do drewna 5/16 cala na 2 cale, aby przymocować twarz. Dokręć śrubę na tyle, aby przytrzymywała twarz na miejscu, ale nadal możesz łatwo obrócić twarz. Umieść kołnierz bezpośrednio nad tarczą zegara słonecznego.
- Powinieneś być w stanie zobaczyć śrubę do drewna w środkowym otworze kołnierza.
- Prawą ręką wkręć rurkę gnomonów w kołnierz, który powinieneś trzymać w lewej ręce.
Krok 10. Obróć tarczę zegara słonecznego tak, aby godzina 6 rano
i 18:00 linie są poziome. Następnie wyrównaj gnomon tak, aby te same linie wyglądały, jakby przechodziły prosto przez środek. Upewnij się, że linia o 12 w południe również wygląda tak, jakby przechodziła bezpośrednio przez gnomon.
Krok 11. Ustaw czas i dołącz gnomon
Aby odczyty były dokładne, należy ustawić czas w czasie letnim. Trzymaj kołnierz stabilnie lewą ręką. Prawą ręką obróć tarczę zegara słonecznego. Sprawdź aktualną godzinę. Odwracaj twarz, aż cień gnomonu pokaże się w tym samym czasie na zegarze słonecznym. Za pomocą ołówka zaznacz miejsca, w których znajdują się cztery śruby kołnierza, a następnie zdejmij kołnierz.
- Teraz dokręć śrubę do drewna. Podczas wykonywania tej czynności nie poruszaj tarczą zegara słonecznego.
- Wywierć otwory na cztery śruby, a następnie przykręć kołnierz do zegara słonecznego.
- Na koniec wkręć gnomon.
