Здравейте на всички! Представям на вашето внимание забавно занаяти, направени със собствените си ръце от импровизирани материали. От една страна, това е просто играчка, сувенир, а от друга, това е сериозно нещо, което изисква известни знания и умения в такива области на науката като астрономия, география, математика и физика. Ще говорим за древно устройство за определяне на времето - слънчев часовник, за който вероятно всички са чували, някои дори са виждали, някой евентуално дори е правил. Мисля, че няма нужда да описваме подробно принципа на работа и дизайна на стационарните часовници, всичко е описано много подробно в Интернет, ще се съсредоточа само върху няколко детайли и функции.
За да изградим този дизайн, се нуждаем от:
1. Шперплат 3-слойен 4 мм
2. Компас със суха стрелка
3. Месингов лист с дебелина 1 мм.
4. Медна тел ø 0.8-1mm.
Комплектът инструменти е както следва:
1. Ножовка
2. Много остър нож
3. Мозайката е обикновена (не е електро)
4. Инструмент за рисуване (компас, транспортир, владетел и др.)
5. Ножици за метал
6. Пояло
7. Комплект файлове
8. Строителен сешоар
9. Шкурка с различни размери на зърното
10. По желание апарата за изгаряне
От заглавието на статията вече става ясно, че това устройство е мобилно, тоест преносимо, което трябва да бъде ориентирано спрямо земните координати, за да определи времето, а именно: обедната линия на часовника трябва да съвпада с посоката на меридиана. За това в дизайна е инсталиран компас. Между другото, този часовник правилно ще покаже времето само в областта, чиито координати бяха използвани при изчисленията. Географската дължина на мястото определя ъгъла на наклона на гномона (ръцете на часовника) и разделянето на времето на кадран (циферблат), а географската ширина е важна за корекцията на местното време към часовата зона (гражданско време).
Нашите часовници ще се състоят от следните елементи:
1 компас, За по-точна ориентация на северната посока в часовника се използва леко модифициран обикновен компасен стрелка. Усъвършенстването се състои в това, че компасната карта е залепена директно към стрелката, а не просто залепена, а с корекцията на магнитното наклонение (за нашата област това е 11 °, което може да даде грешка от около час)
За начало разделих компаса на неговите компоненти:
Хареса ми рисунката на току-що изтеглената карта от интернет, отпечатах я в подходящия размер на фотохартия и я залепих върху стрелката, като се вземат предвид магнитното наклонение, тъй като вече има завършване на картата
С балансирането трябваше да оправя с шлифоване на задната страна.
И друга функция на такава карта за компас, освен че посочва посоката на север, работи като ниво за настройка на равнината на часовника в хоризонтално положение. Разбира се, би било по-добре да установите допълнително ниво на балончетата, но поради липсата му, реших, че задаването на хоризонталността на картата ще е достатъчно за играчка за сувенири, никой няма да проверява камбаните върху тях.
2 кадра (циферблат) хоризонтален часовник се различава от екваториалния по това, че ъглите между часовите маркери са неравномерни. За хоризонтални слънчеви часовници маркирането на рамката може да се извърши по три начина:
- Първи начин най-лесният, но не точен, просто трябва да настроите часовника, стриктно да го ориентирате и след това да правите маркировка върху рамката на всеки час и по този начин да маркирате целия циферблат. По-добре е да направите това в дни, когато корекцията на уравнението на времето е близка до нула (вижте "Аналема"). И такива часове ще бъдат показани вече с гражданско време, като се вземе предвид изменението по дължина.
- Втори начин - маркиране с помощта на геометрични конструкции, той се нуждае от молив, транспортир и компас.
Начертаваме две взаимно перпендикулярни линии и маркираме точка А.
От която изчертаваме променливата AC, така че ъгълът на CAB да е равен на географската ширина на нашата област.
От точка B начертайте перпендикуляр към линията AC и обозначете с точка D
След това от точка Б начертайте кръг с радиус BD до пресечната точка с линия AB и маркирайте точка O. Сега използвайки тази точка като център, начертайте кръг с радиус OB и го разделете на сектори от 15 °, разширявайки всеки лъч до линията BC. Точките на пресичане на лъчите с линията ще определят часовите маркировки на нашите часовници.
Свързвайки тези точки с точка А, получаваме половината набиране, или по-скоро нейната четвърт, тъй като часовите линии от 6 до 12 са симетрични спрямо линиите от 12 до 18 спрямо оста AB, а знаците от 18 до 6 часа (нека ги наречем нощ) са симетрични за деня.
- Е, накрая, третият метод е тригонометричен или изчислен. Определяме ъглите на времевите линии по формулата: tan α = sin φ x tan t
Където α е часовият ъгъл на рамката
φ- ширина на мястото
t - период, изразен в градусна мярка (от изчислението на 1h-15 °)
Например, за моя случай ъгълът между линиите 11 и 12 часа ще бъде sin57 ° x tg15 ° = 0,8386x0,2679 = 0,2247, което съответства на 12,6 °, поради което, повтарям отново, компасната карта се настройва за величината на магнитното отклонение ( 11 °).
Получасовите и четвъртчасовите линии са много прости за маркиране, като се раздели часовата част.
И така, по един от последните два начина кадранът беше белязан от нас. Получената маркировка ще ни покаже средното местно време, което се различава от стандартното (гражданско) време с количество, което зависи от дължината на мястото на наблюдение.
Както знаете, отброяването идва от меридиана на Гринуич (GMT), след което след 15 ° часовите зони се променят. За московско време (MSK) часовата зона е GMT +3, но това също е относително към истинското слънчево време, например разликата между истинското и стандартното време в Москва е 29 минути 40 секунди. Това означава, че когато камбаните на Червения площад победят полунощ, истинската полунощ по слънчево време ще дойде само след половин час. В моя район разликата е 31 минути, така че разделенията се изместват с половин час. Ето как изглежда върху готовия продукт:
3 Gnomon (стрелката), по дефиниция, трябва да бъде сгъваем. Задачата беше да издържат на ъгъла на географската ширина и вертикалността на инсталационната равнина. Разбира се, можете просто да го поставите на страната му, но в този случай размерите бяха малки и гномонът изглежда се загуби в равнината на часовника, така че беше решено тази част да се повдигне. В този случай и двете дължини могат да бъдат увеличени до желаните пропорции, а вертикалността се поддържа в приемливи граници (играта на гномона е в рамките на 1 °), а ъгълът на географската ширина на мястото се задава чрез смилане на петата на гномона, което не се променя впоследствие.
Детайлите са изработени от 1 мм месинг. Изборът на материал се дължи на факта, че той трябва да е немагнетичен, за да не заблуди компаса, и е добре подложен на запояване с меки припои.
4 аналемма (На гръцки ανάλημμα, „основа, фундамент“) е крива, свързваща поредица от последователни позиции на централната звезда на планетарната система (в нашия случай Слънцето) във твърдостта на една от планетите на тази система едновременно през годината (Wikipedia).
С други думи, тази крива показва колко бързат или изостават часовниците ни спрямо средното време. Например през октомври Слънцето е в зенита си 16 минути по-рано, а през февруари 14 минути след обяд средно годишно време. Това явление се свързва с елиптичността на орбитата и наклона на оста на Земята. Няма да навлизаме в подробности, за нас е важно да знаем колко минути в кой ден трябва да добавите или извадите от показанията на нашите слънчеви часове, за да определите сравнително точно времето. За да направите това, ние ще поставим тази красива клечка върху вътрешната повърхност на капака.
Сега ние събираме всичко по-горе заедно.
Условно ще разделим устройството си на две части - същинският слънчев часовник и капака (имаме джобен такъв, така че те ще изглеждат като калъф за цигари). От лист шперплат изрязваме пет правоъгълника с размери 100х120 мм.
За детайли изрежете ъгли от 15 мм. от всяка страна, както се вижда на детайлите на корицата:
За да инсталираме гномона и компаса, изрязваме дупки в заготовките на кадрана от задната страна и подложката, която го следва. Дълбочим Гномона, така че оста на неговото въртене да лежи в равнината на кадрана, отрязвайки един слой шперплат (той е малко повече от 1 мм.).
Залепваме частите, след това, както на шега, внимателно обработваме файла и за да бъдем по-точни, крайните части се залепват с фурнир от същия шперплат и се обработват с шкурка. Пантите, свързващи капака към тялото, са изработени от медна тел и залепени с епоксидна смола.
Е, тогава ние се занимаваме с декориране, така че нашият занаят да не прилича на обикновена кутия от шперплат, върху капака залепяме стилизирана рисунка на Слънцето
И за да придадем стар вид, ще обработим продукта със сешоар. В резултат на това получаваме точно такава играчка за възрастни.
Заключение. Струва ми се, че такъв подарък за тийнейджър е много по-интересен и полезен от всяко новомодно приспособление, купено в магазин (още повече, че няма да се изненадате). Поне това нещо кара мозъка да работи, но ако любопитството се събуди, за да научите повече в науките, ще бъде просто прекрасно.
Но как да използвате часовника: