Ahoj všichni! Upozorňuji na vás zábavnou řemesla, vyrobeno z vlastních rukou z improvizovaných materiálů. Na jedné straně je to jen hračka, suvenýr a na druhé straně je to vážná věc, která vyžaduje určité znalosti a dovednosti v takových oblastech vědy, jako je astronomie, zeměpis, matematika a fyzika. Budeme mluvit o starodávném zařízení pro stanovení času - sluneční hodiny, o kterých každý pravděpodobně slyšel, někteří dokonce viděli, někdo by to dokonce mohl udělat. Myslím, že není třeba podrobně popisovat princip fungování a návrh stacionárních hodin, vše je podrobně popsáno na internetu, soustředím se pouze na několik detailů a funkcí.
K vytvoření tohoto návrhu potřebujeme:
1. Překližka 3vrstvá 4 mm
2. Kompasujte suchou šipkou
3. Mosazný plech o tloušťce 1 mm.
4. Měděný drát ø 0,8 - 1 mm.
Sada nástrojů je následující:
1. Pila
2. Velmi ostrý nůž
3. Jigsaw je obyčejná (ne elektro)
4. Kreslicí nástroj (kompas, úhloměr, pravítko atd.)
5. Nůžky na kov
6. Páječka
7. Sada souborů
8. Stavební fén
9. Brusný papír různých zrn
10. V případě potřeby zařízení pro spalování
Z názvu článku je již zřejmé, že toto zařízení je mobilní, tj. Přenosné, které musí být orientováno vzhledem k zemským souřadnicím, aby určilo čas, konkrétně: polední linie hodin by se měla shodovat se směrem poledníku. Za tímto účelem byl v návrhu nainstalován kompas. Mimochodem, tyto hodinky budou správně zobrazovat čas pouze v oblasti, jejíž souřadnice byly použity ve výpočtech. Zeměpisná délka místa určuje úhel sklonu gnomonu (ručičky hodin) a časové dělení cadranu (číselník) a zeměpisná šířka je důležitá pro korekci místního času na časové pásmo (civilní čas).
Naše hodinky se budou skládat z následujících prvků:
1 kompas. Pro přesnější orientaci severního směru hodinky používají mírně upravený obyčejný kompas se šipkami. Upřesnění spočívá v tom, že karta kompasu je nalepena přímo na šipku, a nejen lepena, ale s korekcí magnetické deklinace (pro naši oblast je to 11 °, což může způsobit chybu asi hodinu)
Pro začátek jsem kompas rozdělil na jeho komponenty:
Líbilo se mi kreslení právě stažené karty z internetu, vytištění ve správné velikosti na fotografický papír a vložení na šipku s ohledem na magnetickou deklinaci, protože na kartě již byla promoce
S vyvážením jsem se musel pohladit broušením zadní strany.
A další funkce takové kompasové karty, kromě určování směru na sever, funguje jako úroveň pro nastavení hodinové hodiny ve vodorovné poloze. Samozřejmě by bylo lepší stanovit další úroveň bublin, ale pro její nedostatek jsem se rozhodl, že nastavení horizontality na kartě bude stačit pro suvenýrovou hračku, nikdo na ně nebude kontrolovat zvonkohry.
2 cadran (dial) vodorovné hodinky se liší od rovníkového v tom, že úhly mezi značkami hodin jsou nerovnoměrné. U vodorovných slunečních hodin může být označení rámu provedeno třemi způsoby:
- První cesta nejjednodušší, ale ne přesný, stačí nastavit hodiny, přesně je orientovat a každou hodinu vytvořit značku na rámu a tím označit celý číselník. Je lepší to udělat ve dnech, kdy je korekce rovnice času blízká nule (viz „Analema“). A takové hodiny budou zobrazeny již vzhledem k občanskému času, s přihlédnutím k pozměňovacímu návrhu na délku.
- Druhá cesta - značení pomocí geometrických konstrukcí, potřebuje tužku, úhloměr a kompas.
Nakreslíme dvě vzájemně kolmé čáry a označíme bod A.
Ze kterého čerpáme čáru střídavého proudu tak, že úhel CAB se rovná zeměpisné šířce naší oblasti.
Z bodu B nakreslete kolmici na čáru AC a označte bodem D
Dále z bodu B nakreslete kružnici o poloměru BD na průsečík s přímkou AB a označte bod O. Nyní pomocí tohoto bodu jako středu nakreslete kružnici s poloměrem OB a rozdělte ji do sektorů 15 °, přičemž každý paprsek se rozprostírá na čáru BC. Průsečíky paprsků s čarou určují hodinové značení našich hodinek.
Spojením těchto bodů s bodem A dostaneme polovinu číselníku, nebo spíše jeho čtvrtinu, protože hodinové řádky od 6 do 12 jsou symetrické k řádkům od 12 do 18 vzhledem k ose AB a značky od 18 do 6 hodin (řekněme jim noc) jsou symetrické ke dne.
- Konečně, třetí metoda je trigonometrická nebo vypočítaná. Úhly časových linií určujeme vzorcem: tan α = sin φ x tan t
Kde α je úhel hodin na rámu
φ - zeměpisná šířka místa
t- časové období vyjádřené ve stupních míry (od výpočtu 1h-15 °)
Například v mém případě bude úhel mezi čarami 11 a 12 hodin sin57 ° x tg15 ° = 0,8386x0,2679 = 0,2247, což odpovídá 12,6 °, což je důvod, proč opakuji znovu, kompasová karta je upravena o velikost magnetické deklinace ( 11 °).
Půlhodinové a čtvrthodinové řádky lze snadno rozdělit dělením hodinové části.
Takže jedním z posledních dvou způsobů byl kadran označen námi. Výsledné značení nám ukáže místní průměrný čas, který se liší od standardního (civilního) času o částku, která závisí na délce místa pozorování.
Jak víte, odpočítávání pochází od Greenwichského poledníku (GMT) a poté se po 15 ° změní časová pásma. Pro moskevský čas (MSK) je časové pásmo GMT +3, ale to je také relativní ke skutečnému slunečnímu času, například rozdíl mezi skutečným a standardním časem v Moskvě je 29 minut 40 sekund. To znamená, že když bzučení na Rudém náměstí porazilo půlnoci, skutečná půlnoc za slunečného času přijde pouze za půl hodiny. V mé oblasti je rozdíl 31 minut, takže divize jsou posunuty o půl hodiny. Takto to vypadá na hotovém produktu:
3 Gnomon (šipka) musí být podle definice skládací. Úkolem bylo odolávat úhlu zeměpisné šířky a svislosti instalační roviny. Můžete to samozřejmě jen položit na bok, ale v tomto případě byly rozměry malé a zdálo se, že se gnomon ztratil v rovině hodin, takže bylo rozhodnuto tuto část zvednout. V tomto případě lze délku zvětšit na požadované proporce a svislost se udržuje v přijatelných mezích (hra gnomonu je v rozsahu 1 °) a úhel zeměpisné šířky místa se stanoví broušením paty gnomonu, která se následně nemění.
Detaily jsou vyrobeny z mosazi 1 mm. Výběr materiálu je způsoben skutečností, že musí být nemagnetický, aby nedošlo k podvádění kompasu, a podlehne pájení s měkkými pájkami.
4 analemma (Řecký ανάλημμα, „základna, nadace“) je křivka spojující řadu po sobě jdoucích pozic centrální hvězdy planetární soustavy (v našem případě Slunce) v nebeské klenbě jedné z planet tohoto systému ve stejnou denní dobu během roku (Wikipedia).
Jinými slovy, tato křivka ukazuje, jak moc jsou naše hodinky ve spěchu nebo za relativně průměrným časem. Například v říjnu je slunce na zenitu o 16 minut dříve a v únoru 14 minut po poledni, podle ročního průměrného času. Tento jev je spojen s elipticitou orbity a sklonem osy Země. Nebudeme se zabývat podrobnostmi, je důležité, abychom věděli, kolik minut v který den musíte přidat nebo odečíst odečty našich slunečních hodin, abyste mohli relativně přesně stanovit čas. Abychom toho dosáhli, umístíme tuto krásnou hádku na vnitřní povrch víka.
Nyní shromažďujeme všechny výše uvedené dohromady.
Naše zařízení podmíněně rozdělíme na dvě části - skutečnou sluneční hodiny a víko (máme kapsou, takže budou vypadat jako pouzdro na cigaretu). Z překližky jsme vyřízli pět obdélníků o velikosti 100x120 mm.
Pro obrobky, řezané rohy 15 mm. na každé straně, jak je vidět na detailech obálky:
Abychom nainstalovali gnomon a kompas, vyřízneme díry v polotovarech kadranu na zadní straně a substrátu, který je sleduje. Prohloubíme Gnomon tak, aby jeho osa rotace ležela v rovině kadranu a odřízla jednu vrstvu překližky (je o něco více než 1 mm).
Lepíme díly, pak, stejně jako v vtipu, pečlivě zpracujeme pilník, a přesněji jsou koncové díly lepeny dýhou ze stejné překližky a zpracovány brusným papírem. Závěsy spojující kryt s tělem jsou vyrobeny z měděného drátu a jsou přilepeny epoxidem.
Pak se zabýváme zdobením tak, aby naše řemeslo nevypadalo jako jednoduchá překližková krabička, na víko nalepíme stylizovaný obrázek Slunce
A abychom získali starý vzhled, zpracujeme produkt fénem. Díky tomu dostáváme právě takovou hračku pro dospělé.
Závěr Zdá se mi, že takový dárek pro teenagera je mnohem zajímavější a užitečnější než jakýkoli nový módní gadget zakoupený v obchodě (o to víc vás nepřekvapí). Alespoň tato věc způsobuje, že mozek funguje, ale pokud se zvědavost probudí a dozví se více ve vědách, bude to prostě úžasné.
Ale jak používat hodinky: