กระเป๋านาฬิกาแดด

สวัสดีทุกคน! ฉันนำความสนใจของคุณมาให้ความบันเทิง งานฝีมือทำด้วยมือของคุณเองจากวัสดุที่ได้ว่ากลอนสด ในอีกด้านหนึ่งมันเป็นแค่ของเล่นของที่ระลึกและอีกอย่างมันเป็นเรื่องจริงจังที่ต้องใช้ความรู้และทักษะในสาขาวิทยาศาสตร์เช่นดาราศาสตร์ดาราศาสตร์ภูมิศาสตร์คณิตศาสตร์และฟิสิกส์ เราจะพูดคุยเกี่ยวกับอุปกรณ์โบราณเพื่อกำหนดเวลา - นาฬิกาแดดซึ่งทุกคนอาจเคยได้ยินบางคนเห็นแม้แต่บางคนอาจทำ ฉันคิดว่าไม่จำเป็นต้องอธิบายในรายละเอียดเกี่ยวกับหลักการของการทำงานและการออกแบบของนาฬิกานิ่งทุกอย่างถูกอธิบายในรายละเอียดที่ยอดเยี่ยมบนอินเทอร์เน็ตฉันจะเน้นเฉพาะรายละเอียดและคุณสมบัติไม่กี่

เพื่อสร้างการออกแบบนี้เราต้องการ:
1. ไม้อัด 3 ชั้น 4 มม
2. เข็มทิศที่มีลูกศรแห้ง
3. แผ่นทองเหลืองหนา 1 มม.
4. ลวดทองแดงø 0.8-1 มม.

ชุดเครื่องมือมีดังนี้:
1. เลื่อย
2. มีดที่คมมาก
3. จิ๊กซอว์เป็นเรื่องธรรมดา (ไม่ใช่ไฟฟ้า)
4. อุปกรณ์วาดภาพ (เข็มทิศ, ไม้โปรแทรกเตอร์, ไม้บรรทัด, ฯลฯ )
5. กรรไกรสำหรับโลหะ
6. หัวแร้ง
7. ชุดไฟล์
8. ไดร์เป่าผมก่อสร้าง
9. กระดาษทรายขนาดต่างๆ
10. หากต้องการเครื่องมือสำหรับการเผาไหม้

จากชื่อของบทความมันได้กลายเป็นที่ชัดเจนแล้วว่าอุปกรณ์นี้เป็นมือถือนั่นคือพกพาซึ่งจะต้องมีการมุ่งเน้นที่สัมพันธ์กับพิกัดโลกเพื่อกำหนดเวลากล่าวคือ: เส้นเที่ยงวันของนาฬิกาควรตรงกับทิศทางของเส้นเมอริเดียน สำหรับสิ่งนี้เข็มทิศได้รับการติดตั้งในการออกแบบ นาฬิกาจะแสดงเวลาอย่างถูกต้องเฉพาะในพื้นที่ที่ใช้พิกัดในการคำนวณเท่านั้น ลองจิจูดของสถานที่กำหนดมุมเอียงของ gnomon (เข็มนาฬิกา) และการแบ่งเวลาของ cadran (หมุน) และละติจูดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการแก้ไขเวลาท้องถิ่นเป็นเขตเวลา (เวลาพลเรือน)

นาฬิกาของเราจะประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:

1 เข็มทิศ. สำหรับการวางแนวทิศเหนือที่แม่นยำยิ่งขึ้นนาฬิกาใช้เข็มทิศลูกศรปรับแต่งเล็กน้อย การปรับแต่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าบัตรเข็มทิศถูกจับโดยตรงที่ลูกศรและไม่เพียง แต่ติดกาว แต่มีการแก้ไขการปฏิเสธแม่เหล็ก (สำหรับพื้นที่ของเรานี้คือ 11 °ซึ่งสามารถให้ข้อผิดพลาดประมาณหนึ่งชั่วโมง)

ในการเริ่มต้นฉันแยกเข็มทิศออกเป็นส่วน ๆ

ฉันชอบรูปวาดของการ์ดที่เพิ่งดาวน์โหลดจากอินเทอร์เน็ตพิมพ์ลงในขนาดที่เหมาะสมบนกระดาษภาพถ่ายและวางลงบนลูกศรโดยคำนึงถึงการลดลงของแม่เหล็กเนื่องจากมีการสำเร็จการศึกษาในการ์ดแล้ว

ด้วยความสมดุลฉันต้องคนจรจัดขัดด้วยด้านหลัง

และฟังก์ชั่นอื่นของการ์ดเข็มทิศนอกเหนือจากการระบุทิศทางไปทางทิศเหนือแล้วยังใช้เป็นระดับสำหรับตั้งค่าระนาบนาฬิกาในแนวนอน แน่นอนว่ามันจะเป็นการดีกว่าถ้าจะสร้างระดับฟองเพิ่มเติม แต่หากขาดไปฉันตัดสินใจว่าการวางแนวนอนบนการ์ดจะเพียงพอสำหรับของเล่นของที่ระลึกไม่มีใครจะตรวจสอบเสียงระฆังของพวกเขา

2 cadran (หมุน) นาฬิกาแนวนอนแตกต่างจากเส้นศูนย์สูตรที่มุมระหว่างเครื่องหมายชั่วโมงไม่เท่ากัน สำหรับนาฬิกาแดดแนวนอนการทำเครื่องหมายของเฟรมสามารถทำได้สามวิธี:

- วิธีแรก ที่ง่ายที่สุด แต่ไม่ถูกต้องคุณเพียงแค่ต้องตั้งนาฬิกาปรับทิศทางอย่างเคร่งครัดจากนั้นทำเครื่องหมายบนเฟรมทุก ๆ ชั่วโมงและทำเครื่องหมายทั้งหน้าปัด มันจะดีกว่าถ้าทำในวันที่การแก้ไขสมการของเวลาใกล้กับศูนย์ (ดู "Analema") และเวลาดังกล่าวจะแสดงให้เห็นเวลาที่กำหนดแล้วโดยคำนึงถึงการแก้ไขในลองจิจูด

- วิธีที่สอง - การทำเครื่องหมายโดยใช้สิ่งปลูกสร้างทางเรขาคณิตนั้นจำเป็นต้องใช้ดินสอ, ไม้โปรแทรกเตอร์และเข็มทิศ
เราวาดเส้นตั้งฉากกันสองเส้นและทำเครื่องหมายจุด A

จากที่เราวาดเส้น AC เพื่อให้มุมของ CAB เท่ากับละติจูดของพื้นที่ของเรา

จากจุด B วาดเส้นตั้งฉากกับสาย AC และแสดงตามจุด D

ถัดไปจากจุด B วาดวงกลมรัศมี BD ถึงจุดตัดด้วยเส้น AB และทำเครื่องหมายจุด O ขณะนี้ใช้จุดนี้เป็นจุดศูนย์กลางวาดวงกลมรัศมี OB แล้วแบ่งมันออกเป็นส่วนของ 15 °ขยายแต่ละเรย์ถึงสาย BC จุดตัดกันของรังสีกับเส้นจะเป็นตัวกำหนดจำนวนชั่วโมงของนาฬิกาของเรา

การเชื่อมต่อจุดเหล่านี้กับจุด A, เราได้ครึ่งหน้าปัดหรือมากกว่าหนึ่งส่วนของมันเนื่องจากเส้นชั่วโมงจาก 6 ถึง 12 มีความสมมาตรกับเส้นจาก 12 ถึง 18 เมื่อเทียบกับแกน AB และเครื่องหมายจาก 18 ถึง 6 ชั่วโมง (เรียกว่ากลางคืน)

- ในที่สุดวิธีที่สามคือตรีโกณมิติหรือคำนวณ เรากำหนดมุมของเส้นเวลาโดยสูตร: tan α = sin φ x tan t
โดยที่αคือมุมนาฬิกาบนเฟรม
latitude- ละติจูดของสถานที่
ระยะเวลา t- แสดงในหน่วยวัดองศา (จากการคำนวณ 1h-15 °)

ตัวอย่างเช่นสำหรับกรณีของฉันมุมระหว่างเส้น 11 และ 12 ชั่วโมงจะเป็น sin57 ° x tg15 ° = 0.8386x0.2679 = 0.2247 ซึ่งตรงกับ 12.6 °ซึ่งเป็นสาเหตุที่ฉันทำซ้ำอีกครั้งบัตรเข็มทิศถูกปรับตามขนาดของการปฏิเสธแม่เหล็ก 11 °)

เส้นครึ่งชั่วโมงและสี่ชั่วโมงค่อนข้างง่ายในการทำเครื่องหมายด้วยการหารส่วนชั่วโมง
ดังนั้นหนึ่งในสองวิธีสุดท้าย cadran ถูกทำเครื่องหมายโดยเรา มาร์คอัปที่เกิดขึ้นจะแสดงเวลาท้องถิ่นโดยเฉลี่ยซึ่งแตกต่างจากเวลามาตรฐาน (โยธา) ตามจำนวนเงินที่ขึ้นอยู่กับลองจิจูดของสถานที่สังเกตการณ์

อย่างที่คุณทราบการนับถอยหลังนั้นมาจาก Greenwich Meridian (GMT) แล้วหลังจาก 15 °โซนเวลาจะเปลี่ยนไป สำหรับเวลามอสโคว์ (MSK) เขตเวลาคือ GMT +3 แต่นี่ก็สัมพันธ์กับเวลาสุริยะจริงเช่นกันความแตกต่างระหว่างเวลาจริงและเวลามาตรฐานในมอสโกคือ 29 นาที 40 วินาที ซึ่งหมายความว่าเมื่อเสียงระฆังในจัตุรัสแดงเอาชนะเที่ยงคืนเที่ยงคืนจริงในเวลาที่มีแดดจะมาในเวลาครึ่งชั่วโมงเท่านั้น ในพื้นที่ของฉันความแตกต่างคือ 31 นาทีดังนั้นฝ่ายจะเลื่อนครึ่งชั่วโมง นี่คือลักษณะของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป:

3 Gnomon (ลูกศร) ตามคำจำกัดความต้องพับเก็บ ภารกิจคือการทนต่อมุมละติจูดและแนวดิ่งของระนาบการติดตั้ง แน่นอนคุณสามารถวางมันไว้ด้านข้าง แต่ในกรณีนี้ขนาดเล็กและ gnomon ดูเหมือนจะหลงทางบนนาฬิกาดังนั้นมันจึงตัดสินใจที่จะยกส่วนนี้ขึ้น ในกรณีนี้ทั้งความยาวสามารถเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนที่ต้องการและแนวดิ่งนั้นยังคงอยู่ภายในขอบเขตที่ยอมรับได้ (การเล่นของ gnomon อยู่ภายใน 1 °) และมุมละติจูดของสถานที่ตั้งโดยบดส้นของ gnomon ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงในภายหลัง

รายละเอียดทำจากทองเหลืองขนาด 1 มม. การเลือกใช้วัสดุนั้นเป็นเพราะความจริงที่ว่ามันจะต้องไม่ใช่แม่เหล็กเพื่อที่จะไม่หลอกลวงเข็มทิศและยอมจำนนต่อการบัดกรีด้วยบัดกรีที่อ่อนนุ่ม

4 analemma (กรีกανάλημμα, "ฐาน, รากฐาน") เป็นเส้นโค้งที่เชื่อมต่อตำแหน่งต่าง ๆ ของดาวฤกษ์ศูนย์กลางของระบบดาวเคราะห์ (ในกรณีของเราคือดวงอาทิตย์) ในภาคพื้นของหนึ่งในดาวเคราะห์ของระบบนี้ในเวลาเดียวกันของวันในระหว่างปี (Wikipedia)

กล่าวอีกนัยหนึ่งเส้นโค้งนี้แสดงว่านาฬิกาของเรามีความรีบร้อนหรือช้ากว่าเวลาเฉลี่ย ตัวอย่างเช่นในเดือนตุลาคมดวงอาทิตย์อยู่ที่ระดับสูงสุด 16 นาทีก่อนหน้านี้และในวันที่ 14 กุมภาพันธ์หลังจากเที่ยงโดยเฉลี่ยต่อปี ปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับวงรีของวงโคจรและความเอียงของแกนโลก เราจะไม่เข้าไปดูรายละเอียดมันเป็นสิ่งสำคัญที่เราจะต้องรู้ว่าคุณต้องเพิ่มหรือลบจำนวนนาทีที่คุณต้องเพิ่มหรือลบออกจากการอ่านนาฬิกาแดดของเราเพื่อกำหนดเวลาอย่างแม่นยำ เมื่อต้องการทำเช่นนี้เราจะวาง squiggle ที่สวยงามบนพื้นผิวด้านในของฝา

ตอนนี้เรารวบรวมทั้งหมดข้างต้นเข้าด้วยกัน
เราจะแบ่งอุปกรณ์ของเราตามเงื่อนไขออกเป็นสองส่วน - นาฬิกาแดดจริงและฝา (เรามีกระเป๋าพกพาดังนั้นพวกเขาจะดูเหมือนกล่องใส่บุหรี่) จากแผ่นไม้อัดเราตัดสี่เหลี่ยมขนาด 100x120 มม. ห้าแผ่น

สำหรับชิ้นงานให้ตัดมุมขนาด 15 มม. ในแต่ละด้านดังที่เห็นได้จากรายละเอียดของหน้าปก:

ในการติดตั้ง gnomon และ Compass เราตัดช่องว่างใน cadran ที่ด้านหลังและวัสดุพิมพ์ที่ตามมา เราทำ Gnomon ให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเพื่อให้แกนของการหมุนอยู่ในระนาบของ Cadran ตัดไม้อัดชั้นเดียว (มันมีขนาดมากกว่า 1 มม. เล็กน้อย)

เราจะทำการกาวชิ้นส่วนจากนั้นในขณะที่เป็นเรื่องตลกประมวลผลไฟล์อย่างระมัดระวังและเพื่อให้มีความแม่นยำมากขึ้นส่วนปลายจะถูกยึดด้วยแผ่นไม้อัดจากไม้อัดเดียวกันและประมวลผลด้วยกระดาษทราย บานพับที่เชื่อมต่อฝาครอบกับตัวเครื่องทำจากลวดทองแดงและติดด้วยอีพ็อกซี่

ถ้าอย่างนั้นเราก็มีส่วนร่วมในการตกแต่งเพื่อให้งานฝีมือของเราดูไม่เหมือนกล่องไม้อัดเรียบง่ายบนฝาเราติดภาพวาดของดวงอาทิตย์ที่สุกใส

และเพื่อให้ดูเก่าเราจะประมวลผลผลิตภัณฑ์ด้วยเครื่องเป่าผม เป็นผลให้เราได้รับของเล่นดังกล่าวสำหรับผู้ใหญ่

ข้อสรุป สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าของขวัญสำหรับวัยรุ่นนั้นน่าสนใจและมีประโยชน์มากกว่าแกดเจ็ตแบบใหม่ที่ซื้อในร้านค้า (ยิ่งมากยิ่งทำให้คุณไม่ต้องแปลกใจ) อย่างน้อยสิ่งนี้ทำให้สมองทำงาน แต่ถ้าอยากรู้อยากเห็นตื่นขึ้นเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมในวิทยาศาสตร์มันจะยอดเยี่ยม

แต่วิธีใช้นาฬิกา: