Zegar słoneczny to urządzenie, które wykorzystuje położenie słońca do określania czasu. Pionowa różdżka, zwana gnomonem, jest ustawiona tak, aby rzucać cień na wcześniej oznaczony zegar słoneczny. Gdy słońce porusza się po niebie, jego cień również się porusza. Tę koncepcję można łatwo zademonstrować na swoim podwórku za pomocą bardzo prostego zegara słonecznego wykonanego za pomocą patyka i garści kamyków. Istnieje również wiele innych łatwych projektów, które dzieci mogą wykonać, aby nauczyć się pojęć. Jeśli szukasz czegoś bardziej zaawansowanego, możesz zrobić stały zegar słoneczny w swoim ogrodzie lub podwórku. Przy odrobinie pomiarów i prac ciesielskich ten zegarek wskaże Ci godzinę z dużą dokładnością.
Krok
Metoda 1 z 3: Używanie patyków i kamieni
Krok 1. Zbierz sprzęt
Ten bardzo prosty zegar słoneczny to świetny sposób na wyjaśnienie tej koncepcji przy odrobinie planowania. Wszystko, czego potrzebujesz, aby je wykonać, to proste przedmioty znalezione na podwórku. Narzędzia te to prosty kij (o długości około pół metra), kilka ziaren kamyków i zegarek lub telefon komórkowy, aby określić czas.
Krok 2. Znajdź nasłonecznione miejsce, aby przymocować kij
Poszukaj miejsca, które jest w pełni nasłonecznione przez cały dzień. Zanurz jeden koniec patyka w trawie lub ziemi. Jeśli mieszkasz na półkuli północnej, przechyl lekko drążek w kierunku północy. Jeśli mieszkasz na półkuli południowej, przechyl lekko drążek w kierunku południowym.
- Jeśli nie możesz znaleźć obszarów miękkiej trawy, improwizuj.
- Napełnij małe wiadro piaskiem lub żwirem i umieść patyk w samym środku.
Krok 3. Zacznij o 7:00 rano
Jeśli chcesz skończyć tworzenie zegara w jeden dzień, zacznij rano po pełnym wschodzie słońca. Obserwuj patyki o 7:00 rano. Kiedy świeci na nią słońce, kij rzuca cień. Użyj jednego z kamyków, aby zaznaczyć miejsce, w którym pada cień na ziemię.
Krok 4. Co godzinę ponownie badaj kij
Ustaw alarm lub miej oko na zegarek, aby co godzinę aktualizować zegar słoneczny. Obserwuj ponownie o 8:00 i użyj kolejnego kamyka, aby zaznaczyć, gdzie cień kija padł na ziemię. Zrób to samo o 9:00, 10:00 i tak dalej.
- Jeśli chcesz uzyskać wysoki stopień dokładności, użyj kredy, aby zaznaczyć każdy kamyk dokładnie w momencie, gdy położysz go na ziemi.
- Cień przesunie się zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Krok 5. Kontynuuj ten proces do wieczora
Wracaj co godzinę i zaznaczaj żwirem na ziemi. Rób to, aż w ciągu dnia nie będzie już światła słonecznego. Twój zegar słoneczny zakończy się pod koniec dnia. Dopóki świeci słońce, możesz użyć tego prostego urządzenia, aby dowiedzieć się, która jest godzina.
Metoda 2 z 3: Używanie papierowych talerzy i słomek
Krok 1. Zbierz sprzęt
Ten prosty zegar słoneczny to świetny projekt dla dzieci w upalny letni dzień. Potrzebne narzędzia są bardzo proste - prawdopodobnie masz je już wszystkie w domu. Te przedmioty to kredki / markery, papierowe talerze, ostre ołówki, pinezki, linijki i proste plastikowe słomki.
Zacznij przygotowywać papierowe talerze około 23:30 w słoneczny, bezchmurny dzień
Krok 2. Napisz cyfrę 12 na krawędzi płyty
Użyj do tego kredek lub markerów. Weź ostry ołówek i przyklej go na środku papierowego talerza. Usuń ołówek, aby uzyskać dziurę pośrodku.
Krok 3. Użyj linijki, aby narysować proste linie
Narysuj od liczby 12 do dziury, którą zrobiłeś na środku talerza. Ta liczba oznacza 12 w południe.
Krok 4. Użyj kompasu, aby określić najbliższy biegun niebieski
Słoma lub twój gnomon powinien wskazywać najbliższy biegun niebieski, który jest równoległy do osi Ziemi. Jest biegunem północnym dla tych, którzy mieszkają na półkuli północnej. Jeśli mieszkasz na półkuli południowej, to jest to biegun południowy.
Krok 5. Wyjmij talerz na zewnątrz tuż przed południem
Umieść go w ziemi w miejscu, które będzie w pełni nasłonecznione przez cały dzień. Wbij słomkę w otwór na środku talerza.
Krok 6. Lekko dociśnij słomkę
Zrób to tak, aby słoma była ustawiona pod kątem w kierunku najbliższego bieguna niebieskiego.
Krok 7. Obróć talerz dokładnie w ciągu dnia
Obróć go tak, aby cień słomy był równoległy do narysowanej linii. Ponieważ mierzysz tylko godziny dzienne, płyta będzie wyglądać jak zegar pokazujący tylko 12 godzin.
Krok 8. Umieść talerz na ziemi
Wbij kilka pinezek przez płytkę, aby się nie przesuwały.
Krok 9. Spójrz na płytkę ponownie godzinę później
O 13:00 ponownie spójrz na talerz i sprawdź położenie cienia słomy. Napisz cyfrę 1 na krawędzi płytki, na której pada cień.
Krok 10. Ustaw alarm i wracaj co godzinę
Kontynuuj zaznaczanie pozycji cienia padającego na krawędź płyty. Zauważysz, że cień porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Krok 11. Porozmawiaj z dzieckiem o cieniu
Zapytaj, dlaczego uważają, że cień się porusza. Wyjaśnij, co się dzieje, gdy cień porusza się wokół zegara słonecznego.
Krok 12. Powtarzaj ten proces do wieczora
Oznaczaj tablice co godzinę, aż do końca dnia. W tym momencie zegar słoneczny będzie gotowy.
Krok 13. Sprawdź płytkę następnego dnia
Poproś dziecko, aby następnego słonecznego dnia obejrzało się na talerz i podało godzinę w oparciu o położenie cieni. To proste urządzenie można wykorzystać do określenia pory dnia w słoneczny dzień.
Metoda 3 z 3: Tworzenie zaawansowanego zegara słonecznego
Krok 1. Wytnij okrąg o średnicy 50 cm ze sklejki o grubości 2 cm
Ten okrąg będzie twarzą zegara słonecznego. Pokryj obie strony drewnianego koła podkładem. Po wyschnięciu podkładu zastanów się, jak ma wyglądać zegar słoneczny. Musisz wybrać styl liczb, na przykład cyfry rzymskie, cyfry standardowe i tak dalej.
- Wybierz kolor, którego chcesz użyć i, jeśli chcesz, obraz lub ilustrację do umieszczenia na tarczy zegarka.
- Szkicuj kilka różnych projektów, aż wybierzesz ostateczny projekt.
Krok 2. Narysuj swój ostateczny projekt na dużym kawałku papieru
Użyjesz tego wzoru jako szablonu do przeniesienia wzoru na drewniany okrąg. Rysuj więc w skali. Teraz musisz wpisać liczby do projektu, co wymaga nieco precyzyjnego pomiaru. Użyj do tego linii prostej i kątomierza.
- Zacznij od cyfry 12 na samej górze, jak tarcza zegara.
- Zmierz położenie środka koła, a następnie za pomocą linijki narysuj prostą linię od liczby 12 do środka koła.
Krok 3. Za pomocą kątomierza zmierz dokładnie 15 stopni w prawo
Zaznacz tam numer 1. Użyj linijki, aby narysować kolejną linię zegara. Kontynuuj zaznaczanie liczb dokładnie 15 stopni od siebie. Przesuń zgodnie z ruchem wskazówek zegara i użyj kątomierza, aby kontynuować zaznaczanie liczb. Kontynuuj, aż dojdziesz do 12. Będzie to dokładnie naprzeciwko pierwszych 12. Te dwie liczby reprezentują dzień i noc.
- Następnie zacznij ponownie od 1, aż wrócisz do pierwszych 12 na samej górze. Te liczby są teraz dokładnie zaznaczone na papierze.
- Pełne 24 godziny są reprezentowane dla największego stopnia dokładności. Wraz ze zmianą pór roku zmienia się również położenie Ziemi. Latem dni są dłuższe. Zimą dni są krótsze.
- Latem zdarzają się dni, kiedy światło dzienne trwa dłużej niż 12 godzin.
Krok 4. Pomaluj swój projekt na drewnianym kole
Użyj swojego papieru jako szablonu, aby liczby i linie godzin pasowały dokładnie do tego, co dokładnie zmierzyłeś. Użyj markera olejowego, aby umieścić liczby na drewnie, ponieważ będzie to wymagało dopracowania drobnych szczegółów. Markery malarskie są lepsze niż markery permanentne, ponieważ są bardziej odporne na działanie żywiołów.
Krok 5. Utwórz gnomon
Gnomon jest częścią zegara słonecznego, która rzuca cień. Użyj gwintowanej rury, która będzie musiała zmierzyć około 5 lub 7,5 cm długości. Średnica 1,25 cm. Upewnij się, że średnica gnomonu jest nieco szersza niż sama rura. Niech końce będą stożkowe.
- Długość fajki i końcówki gnomonu nie powinna przekraczać 7,5 cm.
- Pomaluj gnomon na dowolny kolor. Zapobiegnie to rdzewieniu.
Krok 6. Przygotuj słupki montażowe zegara słonecznego
Na tym słupie zostanie zamontowana lico zegara słonecznego, czyli drewniane koło. Potrzebny będzie słupek z drewnianych desek 4x4x8, który został zainstalowany na zewnątrz. Słupki te powinny być idealnie proste i bez dużych pęknięć. Aby prawidłowo zamontować, górną część słupka należy przyciąć pod kątem prostym.
- Aby uzyskać ten kąt, odejmij 90 stopni od aktualnej szerokości geograficznej.
- Na przykład, jeśli znajdujesz się na szerokości 40 N, narysuj kąt 50 stopni na drewnianej desce 4x4.
Krok 7. Wytnij rogi na słupkach
Narysuj linię w prawym rogu za pomocą linijki stolarskiej. Narysuj tę linię 15 cm od góry słupka. Ta linia to dolna strona rogu. Użyj kątomierza, aby go zmierzyć, a następnie wytnij kąt piłą.
- Następnie zmierz środek tarczy zegara słonecznego i wywierć tam otwór.
- Przetestuj mocowanie słupka do tarczy zegara za pomocą śrub 2 mm, aby upewnić się, że wszystko jest bezpiecznie na swoim miejscu.
Krok 8. Wykop dziury na słupki
Znajdź słoneczne miejsce na swój zegar słoneczny i wykop otwór, aby zainstalować słupek. Upewnij się, że nie zakłócasz podziemnych kabli lub linii. Włóż słupek do otworu. Przetestuj go, aby upewnić się, że znajduje się 1,5 metra nad ziemią, gdy stoisz w pozycji pionowej. Użyj kompasu, aby upewnić się, że kąt cięcia na słupku jest skierowany na północ. Użyj poziomicy, aby upewnić się, że jest w pozycji pionowej.
- Zamocuj słupek na stałe, wylewając cement na dno.
- Odczekaj kilka dni przed przymocowaniem tarczy zegara słonecznego, aby cement całkowicie wyschł.
Krok 9. Przymocuj tarczę zegara słonecznego do słupka
Użyj śrub o średnicy 2 mm i długości 5 cm, aby przymocować twarz. Dokręć śruby na tyle, aby utrzymywały twarz na miejscu, ale nadal możesz łatwo odwrócić twarz. Umieść kołnierz tuż nad powierzchnią zegara słonecznego.
- Powinieneś widzieć śrubę w środkowym otworze kołnierza.
- Prawą ręką przymocuj rurę gnomonów do kołnierza, który powinieneś trzymać w lewej ręce.
Krok 10. Obróć tarczę zegara tak, aby linie 6 rano i 6 wieczorem były poziome
Następnie dostosuj gnomon tak, aby ta sama linia wyglądała tak, jakby szła prosto do środka. Upewnij się, że linia o 12 w południe również wygląda tak, jakby przechodziła przez gnomon.
Krok 11. Ustaw czas i zainstaluj gnomon
Aby odczyt był dokładny, należy ustawić czas w trybie czasu letniego. Przytrzymaj kołnierz lewą ręką. Prawą ręką obracaj tarczę zegara słonecznego. Sprawdź aktualną godzinę. Odwracaj twarz, aż cień gnomonu pokaże się w tym samym czasie co zegar słoneczny. Za pomocą ołówka zaznacz miejsca, w których znajdują się cztery śruby kołnierza, a następnie zdejmij kołnierz.
- Teraz dokręć śruby. Podczas wykonywania tej czynności nie poruszaj tarczą zegara słonecznego.
- Wywierć otwory na cztery śruby, a następnie dokręć kołnierz na zegarze słonecznym.
- Na koniec zainstaluj na jego miejscu gnomon.
