Hola a tots! Poso a la vostra atenció un entretingut manualitats, elaborat amb les vostres pròpies mans a partir de materials improvisats. D'una banda, és només un joguet, un record i, de l'altra, una cosa seriosa, que requereix coneixements i habilitats en camps de la ciència com l'astronomia, la geografia, les matemàtiques i la física. Parlarem d’un antic dispositiu per determinar l’hora: un rellotge de sol del qual probablement tothom va sentir a parlar, alguns fins i tot van veure, algú possiblement ho va fer. Crec que no cal descriure amb detall el principi de funcionament i el disseny de rellotges estacionaris, tot es descriu amb molt de detall a Internet, em centraré només en alguns detalls i funcions.
Per construir aquest disseny, necessitem:
1. Contraplacat de 3 capes de 4 mm
2. Brúixola amb una fletxa seca
3. Xapa de llautó d’1 mm de gruix.
4. Filferro de coure ø 0,8-1mm.
El kit d’eines és el següent:
1. Motxilla
2. Ganivet molt afilat
3. El trencaclosques és normal (no electro)
4. Instrument de dibuix (brúixola, portador, regle, etc.)
5. Tisores per a metall
6. Planxa de soldar
7. Conjunt d’arxius
8. Construcció de secador de pèl
9. Paper de sorra de diverses mides de gra
10. Si es vol, l’aparell per cremar
A partir del títol de l'article, ja queda clar que aquest dispositiu és mòbil, és a dir, portàtil, que cal orientar en relació a les coordenades terrestres per determinar l'hora, a saber: la línia del rellotge de migdia hauria de coincidir amb la direcció del meridià. Per a això, es va instal·lar una brúixola en el disseny. Per cert, aquest rellotge mostrarà correctament el temps només a l’àrea les coordenades de les quals s’han utilitzat en els càlculs. La longitud del lloc determina l’angle d’inclinació del gnomon (les mans del rellotge) i les divisions de temps del cadran (dial), i la latitud és important per ajustar l’hora local a la zona horària (hora civil).
Els nostres rellotges constaran dels següents elements:
1 compàs. Per a una orientació més exacta de la direcció nord en el rellotge, s'utilitza una brúixola de fletxa ordinària lleugerament modificada. El perfeccionament consisteix en el fet que la targeta de la brúixola està enganxada directament a la fletxa, i no només enganxada, sinó amb la correcció de la declinació magnètica (per a la nostra zona és 11 °, cosa que pot donar un error aproximadament una hora)
Per començar, vaig separar la brúixola en els seus components:
Em va agradar el dibuix de la targeta que acabava de descarregar d’Internet, la vaig imprimir a la mida adequada en paper fotogràfic i la vaig enganxar a la fletxa tenint en compte la declinació magnètica, ja que ja hi havia una graduació a la targeta
Amb l'equilibri, vaig haver d'arreglar amb el poliment de la part posterior.
I una altra funció d’una targeta de brúixola, a més d’indicar la direcció cap al nord, funciona com un nivell per establir el pla del rellotge en posició horitzontal. Per descomptat, seria millor establir un nivell addicional de bombolles, però, a falta d’ella, vaig decidir que establir l’horitzontalitat a la targeta seria suficient per a una joguina de record, ningú no hi comprovaria el timbre.
2 cadrans (dial) un rellotge horitzontal difereix d’un equatorial perquè els angles entre els marcadors horaris són desiguals. Per als rellotges de sol horitzontals, el marcatge del marc es pot fer de tres maneres:
- Primera via el més fàcil, però que no és exacte, només cal que configureu el rellotge, orientant-lo estrictament i, a continuació, feu una marca al marc cada hora i marqueu tot el marc. És millor fer-ho els dies que la correcció de l’equació de temps sigui propera a zero (vegeu "Analema"). I aquestes hores es mostraran ja donades hora civil, tenint en compte l'esmena en longitud.
- Segona via - marcatge mitjançant construccions geomètriques, necessita un llapis, un portador i una brúixola.
Dibuixem dues línies mútuament perpendiculars i marquem el punt A.
A partir de la qual traçem la línia de CA de manera que l’angle del CAB sigui igual a la latitud de la nostra zona.
Des del punt B traçar una perpendicular a la línia AC i denotar-la pel punt D
A continuació, des del punt B traça un cercle de radi BD fins a la intersecció amb la línia AB i marca el punt O. Ara, fent servir aquest punt com a centre, dibuixa un cercle de radi OB i divideix-lo en sectors de 15 °, estenent cada raig fins a la línia BC. Els punts d’intersecció dels rajos amb la línia determinaran les marques horàries dels nostres rellotges.
En connectar aquests punts amb el punt A, obtenim la meitat del marc, o més aviat el seu quart, ja que les línies horàries de 6 a 12 són simètriques a les línies de 12 a 18 respecte a l’eix AB, i les marques de 18 a 6 hores (anomenem-les de nit) són simètriques a les de dia.
- Bé, finalment, el tercer mètode és trigonomètric o calculat. Determinem els angles de les línies de temps mitjançant la fórmula: tan α = sin φ x tan t
On α és l'angle del rellotge situat al marc
φ- latitud del lloc
període de temps expressat en mesura de grau (a partir del càlcul d'1 a 15 °)
Per exemple, per al meu cas, l’angle entre les línies d’11 i 12 hores serà sin57 ° x tg15 ° = 0,8386x0,2679 = 0,2247, que correspon a 12,6 °, és per això que, repeteixo, la targeta del compàs s’ajusta per la magnitud de la declinació magnètica ( 11 °).
Les línies de mitja hora i quart d’hora són força senzilles de marcar dividint la secció d’hora.
Així doncs, en una de les dues últimes maneres, el cadran ens va marcar. El marcatge resultant ens mostrarà el temps mitjà local, que difereix del temps estàndard (civil) per una quantitat que depèn de la longitud del lloc d’observació.
Com ja sabeu, el compte enrere prové del Meridiano de Greenwich (GMT), i després al cap de 15 ° canvien les zones horàries. Per a l’hora de Moscou (MSK), la zona horària és GMT +3, però també és relativa al temps solar real, per exemple, la diferència entre el temps real i el normal a Moscou és de 29 minuts 40 segons. Això vol dir que, quan els carrils de la plaça vermella arribin a mitja nit, la veritable nit a l'hora assolellada arribarà només a la mitja hora. A la meva zona, la diferència és de 31 minuts, de manera que les divisions es canvien a mitja hora. Aquí es veu com es veu el producte acabat:
3 Gnomon (fletxa), per definició, ha de ser plegable. La tasca consistia en suportar l’angle de latitud i la verticalitat del pla d’instal·lació. Per descomptat, només podeu situar-lo al seu costat, però en aquest cas les dimensions eren petites i el gnomon semblava perdre's en el pla del rellotge, per la qual cosa es va decidir fer aquesta part aixecant. En aquest cas, tant la longitud es pot augmentar fins a les proporcions desitjades, com la verticalitat es manté dins dels límits acceptables (el joc del gnomon es troba a 1 °) i l’angle de latitud del lloc es configura mitjançant la rectificació del taló del gnomon, que no canvia posteriorment.
Els detalls estan realitzats en llautó d'1 mm. L’elecció del material es deu al fet que ha de ser no magnètic per no enganyar la brúixola i es presta bé a la soldadura amb soldadures suaus.
4 analisme (Grec ανάλημμα, "base, fonament") és una corba que connecta una sèrie de posicions consecutives de l'estrella central d'un sistema planetari (en el nostre cas, el Sol) en el firmament d'un dels planetes d'aquest sistema al mateix temps durant l'any (Wikipedia).
En altres paraules, aquesta corba mostra la quantitat de pressa que tenim dels nostres rellotges respecte al temps mitjà. Per exemple, a l’octubre, el Sol es troba al zenit 16 minuts abans, i al febrer 14 minuts després del migdia, segons el temps mitjà anual. Aquest fenomen s’associa a l’el·lipticitat de l’òrbita i a la inclinació de l’eix terrestre. No entrarem en detalls, és important que sapiguem quants minuts en el dia que cal afegir o restar de les lectures dels nostres rellotges de sol per tal de determinar relativament el temps. Per fer-ho, col·locarem aquest bell formatge a la superfície interior de la tapa.
Ara recollim tots els anteriors junts.
Dividirem condicionalment el dispositiu en dues parts: el rellotge de sol real i la tapa (en tenim una de butxaca, així que semblaran una caixa de cigarret). A partir d’un full de xapes tallem cinc rectangles de 100x120 mm de mida.
Per a peces, tallar les cantonades de 15 mm. a cada costat, com es pot veure als detalls de la portada:
Per instal·lar el gnomon i la brúixola, vam tallar forats a les làmines de cadran de la part posterior i el substrat seguint-lo. Aprofundim el Gnomon de manera que l’eix de la seva rotació estigui en el pla del cadran, tallant una capa de contraplacat (és lleugerament superior a 1 mm.).
Enganxem les parts, després, com en broma, processem acuradament el fitxer i, per ser més precisos, les peces finals s’enganxen amb xapa del mateix contraplacat i es processen amb paper de lija. Les frontisses que uneixen la coberta al cos són de fil de coure i enganxades amb epoxi.
Bé, aleshores ens dediquem a decorar perquè la nostra manualitat no sembli una simple caixa de contraplacat, a la tapa enganxem un dibuix estilitzat del Sol
I per donar un aspecte antic, processarem el producte amb un assecador. Com a resultat, obtenim només una joguina per a adults.
Conclusió Em sembla que aquest regal per a un adolescent és molt més interessant i útil que qualsevol gadget de moda que es compri a una botiga (encara que no us sorprengui). Almenys això fa que el cervell funcioni, però si es desperta la curiositat per aprendre més en ciències, serà meravellós.
Però com utilitzar el rellotge: