Sveiki visi! Aš atkreipiu jūsų dėmesį į linksmą amatai, pagamintas savo rankomis iš improvizuotų medžiagų. Viena vertus, tai tik žaislas, suvenyras, kita vertus, tai yra rimtas dalykas, reikalaujantis tam tikrų žinių ir įgūdžių tokiose mokslo srityse kaip astronomija, geografija, matematika ir fizika. Mes kalbėsime apie senovinį laiko nustatymo prietaisą - laikrodį, apie kurį visi tikriausiai girdėjo, kai kurie net matė, kažkas galbūt net padarė. Manau, nereikia išsamiai aprašyti veikimo principo ir stacionarių laikrodžių dizaino, viskas labai išsamiai aprašyta internete, sutelksiu dėmesį tik į keletą detalių ir funkcijų.
Norėdami sukurti šį dizainą, mums reikia:
1. Fanera 3 sluoksnių 4 mm
2. Kompasas su sausa rodykle
3. 1 mm storio žalvario lapas.
4. Varinė viela ø 0,8-1mm.
Įrankių rinkinys yra toks:
1. Hacksaw
2. Labai aštrus peilis
3. Dėlionė yra įprasta (ne elektro)
4. Piešimo įrankis (kompasas, skerspjūvis, liniuotė ir kt.)
5. Metalinės žirklės
6. Lituoklis
7. Failų rinkinys
8. Statybinis plaukų džiovintuvas
9. Įvairių dydžių švitrinis popierius
10. Jei pageidaujama, deginimo aparatas
Iš straipsnio pavadinimo jau tampa aišku, kad šis įrenginys yra mobilus, tai yra nešiojamas, kurį reikia nustatyti atsižvelgiant į Žemės koordinates laiko nustatymui, būtent: vidurdienio laikrodžio linija turėtų sutapti su dienovidinio kryptimi. Tam dizaine buvo sumontuotas kompasas. Beje, šis laikrodis teisingai parodys laiką tik toje srityje, kurios koordinatės buvo naudojamos skaičiavimuose. Vietos ilguma lemia gnomono (laikrodžio rankos) pasvirimo kampą ir kadrano (dalijimosi) laiko padalijimą, o platuma yra svarbi koreguojant vietos laiką pagal laiko juostą (civilinį laiką).
Mūsų laikrodžius sudarys šie elementai:
1 kompasas. Norėdami tiksliau orientuotis šiaurės kryptimi laikrodyje, naudojamas šiek tiek modifikuotas įprastas strėlių kompasas. Patikslinimas susideda iš to, kad kompaso kortelė yra klijuojama tiesiai prie rodyklės, o ne tik klijuojama, bet ir pataisant magnetinį deklinaciją (mūsų srityje tai yra 11 °, o tai gali suteikti maždaug valandos klaidą).
Norėdami pradėti, aš išsiskyriau kompasą į jo komponentus:
Man patiko ką tik iš interneto atsisiųstos kortelės piešimas, tinkamo dydžio atspausdinta ant fotopopieriaus ir įklijuota ant rodyklės atsižvelgiant į magnetinį deklinaciją, nes ant kortelės jau buvo padalos.
Turėdamas pusiausvyrą, turėjau pataikauti šlifuodamas galinę pusę.
Kita tokios kompaso kortelės funkcija, be krypties į šiaurę nurodymo, veikia ir kaip lygis laikrodžio plokštumos nustatymui horizontalioje padėtyje. Aišku, geriau būtų nustatyti papildomą burbulo lygį, tačiau dėl jo trūkumo nusprendžiau, kad suvenyriniam žaislui užteks nustatyti horizontalumą kortelėje, niekas jų nepatikrins.
2 cadran (telefono ratukas) horizontalus laikrodis nuo pusiaujo skiriasi tuo, kad kampai tarp valandos žymeklių yra nevienodi. Horizontaliuose saulės laikrodžiuose rėmą galima žymėti trimis būdais:
- Pirmasis būdas lengviausias, bet ne tikslus, tereikia nustatyti laikrodį, griežtai jį orientuojant, o tada kas valandą padaryti žymę ant rėmo ir taip pažymėti visą ratuką. Geriau tai padaryti dienomis, kai laiko lygties pataisa yra artima nuliui (žr. „Analema“). Ir tokios valandos bus rodomos jau atsižvelgiant į civilinį laiką, atsižvelgiant į ilgumos pakeitimą.
- Antrasis būdas - žymėjimas naudojant geometrines konstrukcijas, jam reikalingas pieštukas, skersmuo ir kompasas.
Brėžiame dvi viena kitai statmenas linijas ir pažymime tašką A.
Iš kurių brėžiame kintamosios srovės liniją taip, kad CAB kampas būtų lygus mūsų srities platumai.
Nuo taško B nubrėžkite statmeną linijai AC ir pažymėkite tašku D
Toliau nuo taško B nubrėžkite spindulio BD apskritimą iki sankryžos su linija AB ir pažymėkite tašką O. Dabar, naudodamiesi šiuo tašku kaip centru, nubrėžkite apskritimo OB spindulį ir padalinkite jį į 15 ° sektorius, kiekvieną spindulį pratęsdami iki BC linijos. Spindulių ir linijos susikirtimo taškai lems mūsų laikrodžių žymėjimą valandomis.
Sujungdami šiuos taškus su tašku A, gauname pusę ciferblato, tiksliau, jo ketvirčio, nes valandos linijos nuo 6 iki 12 yra simetriškos linijoms nuo 12 iki 18 AB ašies atžvilgiu, o žymės nuo 18 iki 6 valandų (vadinkime jas naktį) yra simetriškos dienos metu.
- Na, pagaliau trečiasis metodas yra trigonometrinis arba apskaičiuojamas. Laiko linijų kampus nustatome pagal formulę: tan α = sin φ x tan t
Kur α yra laikrodžio kampas ant rėmo
φ- vietos platuma
t - laikotarpis, išreikštas laipsnio matu (skaičiuojant nuo 1h-15 °)
Pavyzdžiui, mano atveju kampas tarp 11 ir 12 valandų linijų bus sin57 ° x tg15 ° = 0.8386x0.2679 = 0.2247, o tai atitinka 12.6 °, todėl, pakartosiu dar kartą, kompaso kortelė yra pakoreguota atsižvelgiant į magnetinio deklinacijos dydį ( 11 °).
Pusvalandžio ir ketvirčio valandos eilutes gana paprasta pažymėti dalijant valandos skyrių.
Taigi, vienu iš dviejų paskutinių būdų, kad mus pažymėjo kadranas. Gautas žymėjimas parodys mums vidutinį vietos laiką, kuris nuo standartinio (civilinio) laiko skiriasi tokiu dydžiu, kuris priklauso nuo stebėjimo vietos ilgumos.
Kaip žinote, atgalinis skaičiavimas atliekamas pagal Grinvičo dienovidinį (GMT), o po 15 ° laiko juostos keičiasi. Maskvos laiko (MSK) laiko juosta yra GMT +3, bet tai taip pat yra palyginti su tikruoju saulės laiku, pavyzdžiui, skirtumas tarp tikrojo ir standartinio laiko Maskvoje yra 29 minutės 40 sekundžių. Tai reiškia, kad kai Raudonojoje aikštėje skambės vidurnaktį, tikras vidurnaktis saulėtu metu ateis tik per pusvalandį. Mano srityje skirtumas yra 31 minutė, todėl padalijimai pasislenka pusvalandžiu. Štai kaip jis atrodo ant gatavo produkto:
3 Gnomonas (rodyklė) pagal apibrėžimą turi būti sulankstomas. Užduotis buvo atlaikyti platumos kampą ir montavimo plokštumos vertikalumą. Jūs, žinoma, galite tiesiog paguldyti jį ant šono, tačiau tokiu atveju matmenys buvo maži ir gnomonas atrodė pasiklydęs laikrodžio plokštumoje, todėl buvo nuspręsta šią dalį pakelti. Tokiu atveju tiek ilgį galima padidinti iki norimų proporcijų, tiek vertikalumas išlaikomas priimtinose ribose (gnomono žaismas svyruoja per 1 °), o vietos platumos kampas nustatomas šlifuojant gnomono kulną, kuris vėliau nesikeičia.
Detalės pagamintos iš 1 mm žalvario. Medžiaga pasirenkama dėl to, kad ji turi būti nemagnetinė, kad nebūtų apgaudinėjama kompasu, ir gerai pasiduoda litavimui minkštaisiais litais.
4 analemma (Graikų kalba ανάλημμα, „pagrindas, pamatas“) yra kreivė, jungianti iš eilės einančių planetų sistemos (mūsų atveju Saulės) žvaigždės centrinės žvaigždės pozicijas vienos iš šios sistemos planetų tvirtumoje tuo pačiu paros metu per metus (Vikipedija).
Kitaip tariant, ši kreivė parodo, kiek mūsų laikrodžiai skuba ar atsilieka, palyginti su vidutiniu laiku. Pavyzdžiui, spalio mėn. Saulės zenitas yra 16 minučių anksčiau, o vasario mėnesį - 14 minučių po vidurdienio. Šis reiškinys yra susijęs su orbitos elipsiškumu ir Žemės ašies polinkiu. Mes nesigilinsime į detales, mums svarbu žinoti, kiek minučių tą dieną reikia sudėti ar atimti iš mūsų laikrodžių rodmenų, norint palyginti tiksliai nustatyti laiką. Norėdami tai padaryti, mes įdėsime šią gražią gniaužtą ant vidinio dangčio paviršiaus.
Dabar mes renkame visa tai aukščiau.
Mes sąlyginai padalinsime savo prietaisą į dvi dalis - tikrąjį saulės laikrodį ir dangtį (turime kišenę, taigi jie atrodys kaip cigarečių dėklas). Iš faneros lapo mes išpjaustėme penkis 100x120 mm dydžio stačiakampius.
Ruošiniams supjaustykite 15 mm kampus. kiekvienoje pusėje, kaip matyti iš viršelio detalių:
Norėdami įdiegti gnomoną ir kompasą, mes išpjaustėme skylutes kadrano ruošiniuose galinėje pusėje ir po juo esančiu pagrindu. Mes giliname „Gnomon“ taip, kad jo sukimosi ašis atsidurtų kadrano plokštumoje, nupjaunant vieną faneros sluoksnį (jis yra šiek tiek daugiau nei 1 mm.).
Mes klijuojame dalis, tada, kaip juokai, atsargiai apdorokite failą, o tiksliau tariant, galinės dalys yra klijuojamos faneru iš tos pačios faneros ir apdorojamos švitriniu popieriumi. Vyriai, jungiantys dangtelį su korpusu, yra pagaminti iš varinės vielos ir klijuoti epoksidine.
Na, o tada mes užsiimame dekoravimu, kad mūsų amatai neatrodytų kaip paprasta faneros dėžutė, ant dangtelio klijuojame stilizuotą Saulės piešinį
Ir norėdami suteikti seną išvaizdą, mes apdorosime produktą plaukų džiovintuvu. Dėl to mes gauname tik tokį žaislą suaugusiems.
Išvada Man atrodo, kad tokia dovana paaugliui yra daug įdomesnė ir naudingesnė nei bet kokia parduotuvėje įsigyta naujoviška programėlė (juo labiau, kad nieko nenustebinsi). Bent jau šis dalykas priverčia smegenis dirbti, bet jei pažadins smalsumas sužinoti daugiau mokslų, tai bus tiesiog nuostabu.
Bet kaip naudotis laikrodžiu: