Xin chào mọi người! Tôi mang đến cho bạn sự chú ý hàng thủ công, được làm bằng tay của chính bạn từ các vật liệu ngẫu hứng. Một mặt, nó chỉ là một món đồ chơi, một món quà lưu niệm và mặt khác, nó là một thứ nghiêm túc, đòi hỏi một số kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực khoa học như thiên văn học, địa lý, toán học và vật lý. Chúng ta sẽ nói về một thiết bị cổ xưa để xác định thời gian - một đồng hồ mặt trời, mà mọi người có thể đã nghe nói, một số thậm chí đã nhìn thấy, ai đó thậm chí có thể đã làm. Tôi nghĩ không cần mô tả chi tiết nguyên lý hoạt động và thiết kế đồng hồ đứng yên, mọi thứ đều được mô tả rất chi tiết trên Internet, tôi sẽ chỉ tập trung vào một vài chi tiết và tính năng.
Để xây dựng thiết kế này, chúng tôi cần:
1. Ván ép 3 lớp 4 mm
2. La bàn có mũi tên khô
3. Tấm đồng thau dày 1 mm.
4. Dây đồng ø 0,8-1mm.
Bộ công cụ như sau:
1. cưa sắt
2. Dao rất sắc
3. Ghép hình là bình thường (không điện)
4. Dụng cụ vẽ (la bàn, thước đo góc, thước kẻ, v.v.)
5. Kéo kim loại
6. Hàn sắt
7. Tập tin
8. Máy sấy tóc xây dựng
9. Giấy nhám có kích cỡ hạt khác nhau
10. Nếu muốn, bộ máy để đốt
Từ tiêu đề của bài báo, đã rõ ràng rằng thiết bị này là thiết bị di động, nghĩa là di động, cần được định hướng tương ứng với tọa độ Trái đất để xác định thời gian, cụ thể là: đường giữa của đồng hồ phải trùng với hướng của kinh tuyến. Đối với điều này, một la bàn đã được cài đặt trong thiết kế. Nhân tiện, chiếc đồng hồ này sẽ hiển thị chính xác thời gian chỉ trong khu vực có tọa độ được sử dụng trong các tính toán. Kinh độ của địa điểm xác định góc nghiêng của gnomon (kim đồng hồ) và phân chia thời gian của cadran (quay số) và vĩ độ rất quan trọng để điều chỉnh giờ địa phương theo múi giờ (giờ dân sự).
Đồng hồ của chúng tôi sẽ bao gồm các yếu tố sau:
1 la bàn. Để định hướng chính xác hơn về hướng bắc, đồng hồ sử dụng la bàn mũi tên thông thường được sửa đổi một chút. Sự tinh chỉnh bao gồm trong thực tế là thẻ la bàn được dán trực tiếp vào mũi tên, và không chỉ được dán, mà với sự điều chỉnh giảm từ tính (đối với khu vực của chúng tôi là 11 °, có thể gây ra lỗi trong khoảng một giờ)
Để bắt đầu, tôi tách la bàn thành các thành phần của nó:
Tôi thích bản vẽ của thẻ vừa được tải xuống từ Internet, in nó đúng kích cỡ trên giấy ảnh và dán nó vào mũi tên có tính đến sự suy giảm từ tính, vì đã có bằng tốt nghiệp trên thẻ
Với sự cân bằng, tôi phải sửa lại mặt sau.
Và một chức năng khác của thẻ la bàn như vậy, ngoài việc chỉ ra hướng về phía bắc, hoạt động như một mức để đặt mặt phẳng đồng hồ ở vị trí nằm ngang. Tất nhiên, sẽ tốt hơn nếu thiết lập một mức bong bóng bổ sung, nhưng vì thiếu nó, tôi quyết định rằng đặt chiều ngang trên thẻ là đủ cho một món đồ chơi lưu niệm, không ai sẽ kiểm tra chuông trên chúng.
2 cadran (quay số) một chiếc đồng hồ nằm ngang khác với một chiếc xích đạo ở chỗ các góc giữa các điểm đánh dấu giờ không đều nhau. Đối với đồng hồ mặt trời ngang, việc đánh dấu khung có thể được thực hiện theo ba cách:
- Cách thứ nhất dễ nhất, nhưng không chính xác, bạn chỉ cần đặt đồng hồ, định hướng nghiêm ngặt và sau đó đánh dấu trên khung mỗi giờ và do đó đánh dấu toàn bộ mặt số. Nó là tốt hơn để làm điều này vào những ngày khi sự điều chỉnh của phương trình thời gian gần bằng không (xem "Hậu môn"). Và những giờ như vậy sẽ được hiển thị đã cho thời gian dân sự, có tính đến việc sửa đổi theo kinh độ.
- Cách thứ hai - đánh dấu bằng các cấu trúc hình học, nó cần bút chì, thước đo góc và la bàn.
Ta vẽ hai đường thẳng vuông góc lẫn nhau và điểm A.
Từ đó chúng ta vẽ đường AC sao cho góc của CAB bằng với vĩ độ của khu vực của chúng ta.
Từ điểm B vẽ đường vuông góc với đường thẳng AC và biểu thị bằng điểm D
Tiếp theo, từ điểm B vẽ một vòng tròn bán kính BD đến giao điểm với đường thẳng AB và đánh dấu điểm O. Bây giờ, sử dụng điểm này làm tâm, vẽ một vòng tròn bán kính OB và chia nó thành các khu vực 15 °, kéo dài mỗi tia tới đường BC. Các điểm giao nhau của các tia với đường thẳng sẽ xác định vạch giờ của đồng hồ của chúng ta.
Kết nối các điểm này với điểm A, chúng ta có được một nửa mặt số, hay đúng hơn là quý của nó, vì các vạch giờ từ 6 đến 12 đối xứng với các đường từ 12 đến 18 so với trục AB và các dấu từ 18 đến 6 giờ (hãy gọi chúng là ban đêm) đối xứng với ban ngày.
- Chà, cuối cùng, phương pháp thứ ba là lượng giác hoặc tính toán. Chúng tôi xác định các góc của các dòng thời gian theo công thức: tan α = sin x tan t
Trong đó α là góc đồng hồ trên khung
-vĩ độ của địa điểm
khoảng thời gian được biểu thị bằng thước đo độ (tính từ 1h-15 °)
Ví dụ, đối với trường hợp của tôi, góc giữa các dòng 11 và 12 giờ sẽ là sin57 ° x tg15 ° = 0.8386x0.2679 = 0.2247, tương ứng với 12.6 °, đó là lý do tại sao, tôi lặp lại một lần nữa, thẻ la bàn được điều chỉnh theo độ lớn của độ từ tính ( 11 °).
Các dòng nửa giờ và nửa giờ khá đơn giản để đánh dấu bằng cách chia phần giờ.
Vì vậy, theo một trong hai cách cuối cùng, cadran đã được chúng tôi đánh dấu. Đánh dấu kết quả sẽ cho chúng ta thấy thời gian trung bình tại địa phương, khác với thời gian tiêu chuẩn (dân sự) bởi một lượng phụ thuộc vào kinh độ của địa điểm quan sát.
Như bạn đã biết, đếm ngược xuất phát từ Kinh tuyến Greenwich (GMT), và sau 15 ° các múi giờ thay đổi. Đối với giờ Matxcơva (MSK), múi giờ là GMT +3, nhưng điều này cũng liên quan đến thời gian mặt trời thực sự, ví dụ, sự khác biệt giữa thời gian thực và thời gian chuẩn ở Moscow là 29 phút 40 giây. Điều này có nghĩa là khi tiếng chuông trên Quảng trường Đỏ đánh vào nửa đêm, thì nửa đêm đúng giờ nắng sẽ đến chỉ sau nửa giờ. Trong khu vực của tôi, sự khác biệt là 31 phút, vì vậy các bộ phận được thay đổi trong nửa giờ. Đây là giao diện của sản phẩm đã hoàn thành:
3 Gnomon (mũi tên), theo định nghĩa, phải được gấp lại. Nhiệm vụ là chịu được góc vĩ độ và độ thẳng đứng của mặt phẳng lắp đặt. Tất nhiên, bạn có thể chỉ cần đặt nó nằm nghiêng, nhưng trong trường hợp này kích thước nhỏ và gnomon dường như bị mất trên mặt phẳng của đồng hồ, vì vậy nó đã quyết định thực hiện phần này nâng lên. Trong trường hợp này, cả hai chiều dài có thể được tăng lên theo tỷ lệ mong muốn và độ thẳng đứng được duy trì trong giới hạn cho phép (cách chơi gnomon trong vòng 1 °) và góc vĩ độ của địa điểm được đặt bằng cách mài gót chân của gnomon, không thay đổi sau đó.
Chi tiết được làm bằng đồng 1mm. Sự lựa chọn vật liệu là do nó phải không có từ tính, để không đánh lừa la bàn, và cũng không chịu khuất phục khi hàn bằng chất hàn mềm.
4 hậu môn .
Nói cách khác, đường cong này cho thấy đồng hồ của chúng ta đang vội vàng hoặc chậm hơn so với thời gian trung bình. Ví dụ, vào tháng 10, Mặt trời ở cực điểm sớm hơn 16 phút và vào 14 tháng 2 sau buổi trưa trung bình hàng năm. Hiện tượng này được liên kết với tính chất elip của quỹ đạo và độ nghiêng của trục Trái đất. Chúng tôi sẽ không đi vào chi tiết, điều quan trọng là chúng tôi phải biết bạn cần thêm hoặc bớt bao nhiêu phút vào ngày đọc của các đồng hồ mặt trời để xác định thời gian tương đối chính xác. Để làm điều này, chúng tôi sẽ đặt squiggle đẹp này trên bề mặt bên trong của nắp.
Bây giờ chúng tôi thu thập tất cả các bên trên với nhau.
Chúng tôi sẽ có điều kiện chia thiết bị của chúng tôi thành hai phần - đồng hồ mặt trời thực tế và nắp (chúng tôi có một túi, vì vậy chúng sẽ trông giống như một hộp thuốc lá). Từ một tấm gỗ dán, chúng tôi cắt năm hình chữ nhật có kích thước 100x120 mm.
Đối với phôi, cắt góc 15 mm. ở mỗi bên, như có thể thấy trên các chi tiết của trang bìa:
Để cài đặt gnomon và la bàn, chúng tôi cắt các lỗ trong khoảng trống cadran ở mặt sau và đế sau nó. Chúng tôi đào sâu Gnomon sao cho trục quay của nó nằm trong mặt phẳng của cadran, cắt bỏ một lớp gỗ dán (nó hơi hơn 1 mm.).
Chúng tôi dán các bộ phận, sau đó, như trong một trò đùa, xử lý cẩn thận tệp, và chính xác hơn, các bộ phận cuối được dán bằng veneer từ cùng một ván ép và xử lý bằng giấy nhám. Bản lề nối vỏ với thân máy được làm bằng dây đồng và dán bằng epoxy.
Chà, sau đó chúng tôi đang tham gia vào việc trang trí để đồ thủ công của chúng tôi trông không giống như một hộp gỗ dán đơn giản, trên nắp chúng tôi dán một bản vẽ cách điệu của Mặt trời
Và để mang lại một cái nhìn cũ, chúng tôi sẽ xử lý sản phẩm bằng máy sấy tóc. Kết quả là, chúng ta chỉ nhận được một món đồ chơi như vậy cho người lớn.
Kết luận Dường như với tôi, một món quà như vậy dành cho một thiếu niên thú vị và hữu ích hơn nhiều so với bất kỳ vật dụng thời trang mới nào được mua trong cửa hàng (tất cả những gì bạn đã giành được sẽ rất ngạc nhiên). Ít nhất điều này làm cho bộ não hoạt động, nhưng nếu sự tò mò thức dậy để tìm hiểu thêm về khoa học, nó sẽ chỉ là tuyệt vời.
Nhưng làm thế nào để sử dụng đồng hồ: