Sunčani sat od kamena. Zidni sunčani sat

Pojava sunčanog sata vezuje se za trenutak kada je osoba shvatila vezu između dužine i položaja sunčeve sjene od određenih objekata i položaja Sunca na nebu. Najstariji alat za određivanje vremena bio je gnomon. Promena dužine njegove senke ukazivala je na vreme. Stvaranje takozvanih satova u senci (mi ih zovemo sunčevim) pripisuje se Egipćanima, koji su ih izmislili još u drugom milenijumu pre nove ere. Bile su to obična drvena ploča sa oznakama. Sat u sjeni, podijeljen na dvanaestodnevne intervale, postao je prvi ljudski izum dizajniran za ODREĐIVANJE vremena. Dakle, " Sunčani sat"je uređaj za određivanje vremena promjenom dužine sjene od gnomona i njenog kretanja duž brojčanika. Mali štap (gnomon) bio je pričvršćen na ravan kamen (kadran), isklesan linijama - brojčanik, sjena gnomona služila je kao kazaljka za sat. Ali budući da su takvi satovi "radili" samo danju, noću ih je zamijenila klepsidra - tako su Grci zvali vodeni sat.

Postoje sunčani satovi koji su horizontalni, vertikalni (ako je ravan brojčanika okomita i usmjerena od zapada prema istoku), jutarnji ili večernji (ravan je okomita, od sjevera prema jugu) i ekvatorijalni. Izrađeni su i konusni, sferni i cilindrični sunčani satovi.

Najjednostavniji sunčani sat.

Najstariji alat za određivanje vremena bio je gnomon. Promjena dužine njegove sjene ukazivala je na doba dana. Takav jednostavan sunčani sat spominje se u Bibliji:

Četvrta knjiga o kraljevima, 20

9. I reče Isaija: „Evo vam znaka od Gospoda, da će Gospod ispuniti riječ koju je rekao: Hoće li senka ići naprijed deset koraka, ili se vratiti deset koraka unazad?“

10 A Ezekija reče: Lako je sjeni krenuti naprijed deset koraka; ne, neka senka vrati deset koraka unazad.

11. I prorok Isaija zavapi Gospodu, i vrati sjenu na stepenice, gdje se spusti niz Ahazove stepenice, deset stepenica.

Isaija, 38. poglavlje

8. Evo, vratit ću deset koraka natrag sjenku sunca, koja je prošla niz Ahazove stepenice. I sunce se vratilo deset koraka uz stepenice na koje se spustilo.

U biblijskom stihu se spominje sunčani sat izgrađen u Jerusalimu pod kraljem Ahazom u 8. stoljeću prije Krista.

Jedan od prvih sunčanih satova pronađenih u grobu u Nauthu (Irska) datira iz 5000. godine prije Krista.

Prvi poznati opis sunčanog sata u starom Egiptu je natpis u grobnici Setija I, koji datira iz 1306-1290. BC e. Govori o sunčanom satu koji je mjerio vrijeme po dužini sjene i bio je pravokutna ploča s podjelama. Na jednom kraju je pričvršćen niski blok sa dugačkom horizontalnom šipkom, koja je bacala sjenu. Kraj ploče sa šipkom bio je usmjeren na istok, a sat dana utvrđen je oznakama na pravougaonoj ploči, koja je u Starom Egiptu bila definisana kao 1/12 vremenskog perioda od izlaska do zalaska sunca. Poslije podneva, kraj ploče je krenuo na zapad.

Rekonstrukcija zasnovana na opisu egipatskog sunčanog sata iz grobnice Setija I u popodnevnoj poziciji. Ujutro su okrenuti u drugom pravcu.

Pronađeni su i instrumenti napravljeni po ovom principu. Jedan od njih datira iz vladavine Tutmoza III i datira iz 1479-1425. BC e., drugi je iz Saisa, mlađi je 500 godina. Na kraju imaju samo šipku, bez horizontalne šipke, a imaju i žljeb za odvojak da bi se uređaju dao horizontalni položaj.

Sunčani sat iz vladavine Tutmoza III. Ove satove je takođe trebalo odmotati popodne.

Druge dvije vrste staroegipatskih satova koji su mjerili vrijeme po dužini sjene bili su oni kod kojih je sjena padala na nagnutu ravan ili na stepenice. Bili su lišeni nedostatka satova sa ravnom površinom: u jutarnjim i večernjim satima senka se protezala izvan ploče. Ove vrste satova su kombinovane u modelu od krečnjaka koji se čuva u Egipatskom muzeju u Kairu i datiran nešto kasnije od sata iz Saisa. Na jednoj strani modela nalaze se dvije nagnute ravni sa stepenicama, od kojih je jedna bila orijentirana na istok, a druga na zapad. Prije podne, sjena je pala na prvu ravninu, postepeno se spuštajući niz stepenice od vrha do dna, a poslijepodne - na drugu ravninu, postepeno se dižući odozdo prema vrhu; u podne nije bilo sjene. Na drugoj strani modela nalaze se dvije nagnute ravni bez stepenica; ovaj tip sata radi slično kao sat sa stepenicama.

Specifična implementacija tipa sunčanog sata sa nagnutom ravninom bio je prenosivi sat iz Kantare, nastao oko 320. godine prije Krista. e. sa jednom kosom ravninom na kojoj su označene podjele i viskom. Avion je bio orijentisan prema Suncu.

Crtanje sata sa kosom ravninom. Ovako je izgledao sat sa Kantare.

Naučnici sa Univerziteta u Bazelu su 2013. godine prijavili otkriće sunčanog sata, navodno okomitog, starog 3.300 godina, naslikanog na krečnjačkom ostrakonu. Otkriveni su u Dolini kraljeva u blizini radničkog stana između grobnica KV29 i KV61.

Sat je skafis.

Prema priči o Vitruviju, babilonskom astronomu Berosu, koji se naselio u 6. veku. BC e. na ostrvu Kos, upoznao je Grke sa babilonskim sunčanim satom, koji je imao oblik sferne zdjele - tzv. scaphis. Ovaj sunčani sat poboljšali su Anaksimander i Anaksimen. Sredinom 18. veka, tokom iskopavanja u Italiji, pronašli su potpuno isti instrument kakav je opisao Vitruvije. Stari Grci i Rimljani, kao i Egipćani, dijelili su vremenski period od izlaska do zalaska sunca na 12 sati, pa je stoga njihov sat (kao mjera vremena) bio različite dužine u zavisnosti od doba godine. Površina udubljenja u sunčanom satu i linije "sat" na njemu odabrane su tako da je kraj sjene štapa označavao sat. Ugao pod kojim se siječe vrh kamena zavisi od geografske širine mjesta za koje je sat napravljen. Kasniji geometri i astronomi (Eudoks, Apolonije, Aristarh) osmislili su različite oblike sunčanih satova. Sačuvani su opisi takvih instrumenata koji po izgledu nose najčudnija imena. Ponekad se gnomon, koji je bacao sjenu, nalazio paralelno sa zemaljskom osom.

Iz Grčke je sunčani sat stigao u Rim. Godine 293. pne. e. Papirije Kursor je naredio izgradnju sunčanog sata u Kvirinalskom hramu, a 263. pne. e. drugi konzul, Valery Messala, donio je sunčani sat sa Sicilije. Dizajnirani za južniju geografsku širinu, oni su pogrešno prikazali sat. Za geografsku širinu Rima, prvi satovi su napravljeni oko 170. pne. e. Marcius Philip.

Skafis - sunčani sat starih. Sferoidni zarez ima satne linije. Senku je bacala horizontalna ili vertikalna šipka, ili lopta u sredini instrumenta. Ugao pod kojim se siječe vrh kamena zavisi od geografske širine mjesta za koje je sat napravljen. Stoga su takvi satovi napravljeni na mjestu gdje je trebalo da se koriste.

Horizontalni sunčani sat.

Horizontalni sunčani sat se sastoji od kadrana i gnomona. Okvir se postavlja paralelno sa ravninom horizonta. Najčešće je gnomon trokut, okomito na ravan okvir, a jedna od njegovih strana je nagnuta prema njemu pod uglom jednakim geografskoj širini mjesta na kojem je sat postavljen. Linija presjeka gnomona i okvira usmjerena je paralelno s podnevnom linijom - linijom duž koje je sjena vertikalnog štapa usmjerena u pravo podne na datoj lokaciji.

Vintage horizontalni sunčani sat.

Vertikalni sunčani sat.

Vertikalni sunčani satovi obično se postavljaju na zidove zgrada i raznih objekata. Stoga je njihov okvir okomit - okomit na ravninu horizonta, ali se može okretati u različitim smjerovima. Položaj satnih podjela na okviru ovisi o smjeru u kojem se okvir okreće. Oni će biti simetrični u odnosu na podnevnu podjelu samo kada je okvir okrenut striktno prema jugu (geografski, a ne magnetski!) - na sjevernoj hemisferi, ili prema sjeveru - na južnoj hemisferi, drugim riječima - kada je okvir okomit do podnevne linije. Za tako usmjeren kadran, gnomon mora ležati u ravni nebeskog meridijana, drugim riječima, biti okomit i na ravan kadrana i na ravninu horizonta, a jedna od njegovih strana mora biti paralelna sa Zemljinom osom.

Vertikalni sunčani sat.

Vertikalni sunčani sat na fasadi hrama Merafima Sarovskog u Moskovskoj oblasti. Inaerman krečnjak, bakar, 100x50cm.

Vertikalni sunčani sat, 1623. Rekonstrukcija 1991.

IN Moscow Planetarium Postoji vertikalni sunčani sat koji pokazuje vrijeme i datum.

Ovo je rijedak dizajn sunčanog sata u kojem je gnomon koji pokazuje na zvijezdu Sjevernjaču povezan na donjem kraju s dioptrijom. Svjetlosna rupa u obliku Sunca sa krunom baca zečića na vertikalni štit-brojčanik, na čijoj je površini apliciran sistem datuma i sati. Ravan sata je orijentisana u pravcu zapad-istok.

Od vrha do dna duž štanda je lepeza pravih linija koje mjere sate i minute, a horizontalno je gomila hiperbola po kojima senka od Sunca klizi u različitim mjesecima na različitim visinama. Sunčeva zraka istovremeno ukazuje na doba dana i doba godine.

To je jasno vidljivo na dan ljetni solsticij, kada se Sunce pomakne što je više moguće od nebeskog ekvatora i stigne do Tropika Raka, zeko hoda po donjem rubu koordinatne mreže. U dane proljetne i jesenje ravnodnevice, solarni krug će prolaziti srednjom horizontalnom linijom, duž ekvatora. A zimi će zeka hodati po vrhovima.

Ekvatorijalni sat.

Ekvatorijalni sunčani sat se takođe sastoji od okvira (ravan sa satnim podelama) i gnomona. Satne podjele na okviru su označene u jednakim kutnim intervalima, kao na brojčaniku običnog sata, a gnomon je obično metalna šipka postavljena na okvir okomito na njegovu površinu. Zatim se okvir orijentira u horizontalnoj ravni tako da je prava linija koja povezuje bazu gnomona i satnu podjelu koja odgovara podnevu usmjerena paralelno s podnevnom linijom prema jugu - za sjevernu hemisferu, ili prema sjeveru - za južnoj hemisferi, i nagnut je u odnosu na ravninu horizonta, odnosno prema sjeveru, odnosno prema jugu pod uglom α=90°-φ, gdje je φ geografska širina mjesta postavljanja sunčanog sata. Okvir će biti paralelan sa nebeskim ekvatorom (otuda i naziv ove vrste sunčanih satova), a pošto se nebeska sfera ravnomerno rotira tokom dana, senka gnomona za bilo koji sat u danu će opisivati ​​jednake uglove (dakle, podjela sata se izvode na isti način kao na brojčaniku redovnih sati).

Dijagram ekvatorijalnog sunčanog sata. Nazivaju se i nagnutim.

Jednaki ugaoni intervali (t=15°) između susednih podela sata, kao na brojčaniku običnog sata, i okomitost gnomona na okvir su glavne prednosti ekvatorijalnih sunčanih satova u odnosu na horizontalne i vertikalne. Glavni nedostatak ekvatorijalnih sunčanih satova je što će, za razliku od horizontalnih, raditi samo od dana prolećne ravnodnevice do dana jesenjeg ekvinocija (na severnoj hemisferi je prolećna ravnodnevica u martu, jesenja u septembru, in Južna hemisfera prolećna ravnodnevica je u septembru, jesenja ravnodnevica je u martu). Ostatak godine neće raditi, jer će Sunce biti na drugoj strani ravni nebeskog ekvatora, a cijela gornja površina okvira će biti u sjeni. Naravno, ovaj nedostatak se može otkloniti ako napravite okvir u obliku ploče, nanesete satne podjele i na gornju i na donju površinu, a gnomon nastavite ispod ploče, ali i tada, u danima bliskim proljeću ili jesenje ravnodnevice, sunčani sat neće raditi - Sunce će sjati na ploču ne odozgo ili odozdo, već sa strane.

U srednjem vijeku, arapski astronomi (Thabit ibn Qorra, Ibn al-Shatir, Abu l-Hasan ibn Yunis) ostavili su opsežne rasprave o gnomonici, odnosno umjetnosti izrade sunčanih satova. Osnova su bila pravila trigonometrije. Pored "satnih" linija, na površini arapskog sata bio je označen i pravac ka Meki, takozvana kibla. Posebno važnim smatrao se trenutak dana kada je kraj sjene okomito postavljenog gnomona pao na liniju kible.

Uvođenjem jednakih sati dana i noći (neovisno o godišnjem dobu), zadatak gnomonike je uvelike pojednostavljen: umjesto da se uoči kraj sjene na složenim krivinama, bilo je dovoljno uočiti smjer sjene. Ako je iglica smještena u smjeru Zemljine ose, tada njena sjena leži u ravni Sunčevog satnog kruga, a ugao između ove ravni i ravnine meridijana je satni ugao Sunca ili pravo vrijeme. Ostaje samo pronaći presek uzastopnih ravnina sa površinom „brojčanika“ sata. Najčešće je to bila ravan okomita na iglu, odnosno paralelna sa nebeskim ekvatorom (ekvatorijalni ili ekvinokcijski sat); na njemu se smjer sjene mijenja za 15° svakog sata. U svim ostalim položajima ravnine brojčanika, uglovi formirani na njoj smerom senke sa podnevnom linijom ne rastu ravnomerno.

Gnomonika se bavila iscrtavanjem pravila za pronalaženje različitih položaja senki na ovim površinama. Sunčani sat, kao što je već rečeno, daje ne prosječno, već pravo solarno vrijeme. Jedan od posebnih zadataka gnomonike bio je konstruirati krivulju na brojčaniku sunčanog sata koja bi pokazivala „prosječno“ podne u različito doba godine. IN srednjovjekovne Evrope Gnomoniku su proučavali: Apian, Albrecht Durer, Kircher. Živeo početkom 16. veka. Münster je bio priznat kao "otac gnomonike".

U Kini, tokom Zhou ere Korišten je ekvatorijalni sunčani sat u obliku kamenog diska, postavljenog paralelno s nebeskim ekvatorom i probodenog u središtu šipke postavljene paralelno sa zemljinom osom. Tokom Qing ere u Kini, napravljeni su prenosivi sunčani satovi sa kompasom: ili ekvatorijalni - ponovo sa šipkom u centru diska, postavljen paralelno sa nebeskim ekvatorom, ili horizontalni - sa navojem kao gnomonom iznad horizontalnog brojčanika.

U drevnim ruskim hronikama često se označavao sat nekog događaja, što je sugerisalo da su se u to vreme u Rusiji već koristili određeni instrumenti ili predmeti za merenje vremena, barem tokom dana. Černigovski umjetnik Georgij Petraš skrenuo je pažnju na šare u osvjetljenju Suncem niša sjeverozapadne kule Preobraženske katedrale u Černigovu i na čudnu šaru („meandre“) iznad njih. Na osnovu njihovog detaljnijeg proučavanja, on je sugerirao da je toranj sunčani sat, u kojem je sat dana određen osvjetljenjem odgovarajuće niše, a meandri služe za određivanje petominutnog intervala. Slične karakteristike zabilježene su i u drugim crkvama u Černigovu, a zaključeno je da je sunčani sat u drevna Rus' korišćen još u 11. veku.

Za vreme vladavine Ane Joanovne, 23. avgusta 1739. godine, izdat je dekret Senata, prema kojem su postavljeni drveni stubovi-obelisci na putu od Sankt Peterburga do Peterhofa; 1744. godine izdat je dekret o postavljanju stubova put od Sankt Peterburga do Carskog Sela. Umjesto stubova-obeliska, naknadno su podignute „mermerne piramide“ po nacrtima prema djelima Antonija Rinaldija. Neki od njih su imali sunčane satove, a putnik je pomoću njih mogao saznati udaljenost i vrijeme. „Mermerne piramide“ sa sunčanim satovima sačuvane su na sledećim mestima: u Sankt Peterburgu na uglu nasipa reke Fontanke i Moskovskog prospekta (na milju od zgrade pošte) i u Puškinu kod Orlovskih kapija, koja se nalazi na br. južna granica Catherine Parka. Datum postavljanja naveden je na „mermernoj piramidi“ na Oryolskim vratima - 1775.

Uoči ljeta, sunca, sezone dacha, baštenskih poslova i svega toga, želim da vam ponudim upute korak po korak Kako napraviti vodoravni sunčani sat na svojoj web lokaciji. Pronalaženje vremena po njima je ponekad čak i zgodnije nego po njima mobilni telefon(jer nemam uvijek telefon sa sobom; ruke su mi prljave; sunce sija sa ekrana).

Osnova sunčanog sata je gnomon. Ovo je štap čija će nam sjena pokazati vrijeme. Što preciznije orijentišemo ovaj štap paralelno sa Zemljinom osom rotacije (kako to učiniti - vidi tačke 1, 2, 3 ispod), to će uređaj biti precizniji. Bilo koji ravni štap, po veličini sličan dršci lopate, radit će kao gnomon (možete koristiti i samu ručku ako vam leži nepotrebna).

Nalazimo mjesto gdje nema mnogo ljudi i pasa koji trče okolo, a gdje često prolazite. Glavna stvar je da je veći dio dana obasjana suncem. Da biste to učinili, pronađite jug (ili navigirajte koristeći Google Earth, ili okrenite lice prema suncu oko 12-13 sati) i potražite mjesto na lokaciji sa što slobodnijom južnim dijelom neba (od krovovi, drveće itd.).

Tačke 1 i 2 posvećene su pronalaženju tačnog pravca prema sjeveru. Da, za to možete koristiti i kompas, ali moramo imati na umu da magnetna deklinacija (odnosno, odstupanje očitavanja kompasa od stvarnog smjera prema geografskom sjeveru) u našoj zemlji može doseći 10, 20 ili više stupnjeva. Osim toga, možete uhvatiti lokalnu magnetnu anomaliju. Stoga je metoda određivanja sjevera po suncu preciznija i pouzdanija.

1. Do pravog podneva (solarni vrhunac, koji se pogrešno naziva i "zenit"), pripremamo visak (na primjer, okačimo kamenčić/komad željeza na uže i pazimo da sve to ne visi u vjetar) i horizontalnu platformu na kojoj je vidljiva sjena užeta. U nastavku ću opisati metode za izračunavanje vremena pravog podneva za vaše područje.

2. U trenutku pravog podneva (bilo bi dobro unaprijed uskladiti vrijeme s internetom, npr. korištenjem time.is servisa ili ClockSync Android aplikacije) označavamo smjer sunčeve sjene visak, na primjer, koristeći nekoliko kamenčića, koje postavljamo duž sjene. Ovo je tačan smjer sjever-jug (smjer meridijana).

3. Izračunavamo tangentu ugla na horizontalu na kojoj bi gnomon (tj. naš štap) trebao stajati. Da biste to učinili, saznajte geografsku širinu mjesta, unesite je u kalkulator i pritisnite tan. Na primjer, ako je geografska širina 56 stepeni, tada tan(56) = 1,483.

Pomnožimo ovaj broj, na primjer, sa pola metra (50 cm), dobijemo 74 cm. Štap zabodemo u zemlju, u smjeru striktno prema sjeveru (saznali smo to u posljednjoj tački viskom), od na ovo mjesto postavljamo kamenčić 50 cm od mjesta gdje je štap zaboden, i nagnemo štap tako da prelazi preko kamenčića na visini od 74 cm. Na slici 3 (i 3a radi veće preglednosti) pokazao sam visak koji se spušta od gnomona i pada na meridijansku liniju (dužina ovog viska u našem primjeru = 74 cm) . Umjesto viska, možete "pucati" okom, ali to neće biti tako precizno. I u tom položaju počinjemo tjerati štap, provjeravajući/podešavajući s vremena na vrijeme tako da prelazi preko našeg kamena od “pola metra” na zadanoj visini. Čim se štap čvrsto drži, možemo sebi čestitati - najvažniji dio posla je završen: naš gnomon smo orijentirali paralelno sa Zemljinom osom. I, usput, u isto vrijeme, on sa dobrom preciznošću pokazuje na zvijezdu Sjevernjaču (možete to provjeriti noću tako što ćete "pucati" okom duž štapa).

4 i 5. Sledeće pozicije satova, napravljene pomoću tajmera. Treba napomenuti da iako slika pokazuje 12 sati za oznaku za podne, u stvarnosti će građansko vrijeme za to biti drugačije. Da ne razmišljate o tome, najlakši način je da označite brojčanik približavanjem gnomonu u 13:00, 14:00 i tako dalje, i jednostavno označite smjer sjene. I sutradan, od jutra do podneva, označite preostale sate.

Oznake sata mogu biti koje god želite: možete ukucati tablete sa brojevima, možete ih obložiti kamenjem.

Izračunavanje pravog vremena u podne

Dozvolite mi da navedem tačno šta se dešava u trenutku pravog podneva:
* sunce je tačno na jugu (za naše sjeverne geografske širine);
* horizontalne sjene od vertikalnih objekata padaju tačno na sjever;
* sunce je na najvišoj tački svog dnevnog puta;
* ovo je trenutak - sa dobrom preciznošću sredina između izlaska i zalaska sunca ovog dana.

Svaki meridijan ima svoj trenutak pravog podneva. Tako, recimo, u poređenju sa centrom Moskve, pravo podne na istoku grada nastupa oko 1 minut ranije, a na zapadu - minut kasnije. Evo godišnjeg podnevnog grafikona za centar Moskve (za vremensku zonu UTC+3, u kojoj se Moskva stalno nalazi od oktobra 2014.):

Odnosno, na moskovskom meridijanu možete jednostavno koristiti ovaj grafikon. Grafikon će imati potpuno isti oblik na vašoj lokaciji, samo što ga treba pomaknuti duž vertikalne ose za (D–37,6)/15 sati, gdje je D vaša geografska dužina. Na primjer, uzmimo Perm, njegova geografska dužina je 56,2 stepena, zamijenite ga u formulu: (56,2–37,6)/15 = 1,24 sata = 1 sat 14,5 minuta. Odnosno, u Permu pravo podne nastupa 01h14,5m ranije nego u Moskvi, a prema moskovskom vremenu, 01h14,5m se mora oduzeti od gore navedenog rasporeda. Na primjer, za 22. maj dobijamo 12h26.5m minus 01h14.5m = 11:12 po moskovskom vremenu, dodamo 2 sata (razlika u vremenskim zonama Perma i Moskve), dobijamo 13:12. Prisjetimo se ovog puta da uporedimo sa sljedećom metodom.

Drugi način je da pronađete svoj lokalitet na web stranici o vremenu na kojoj su navedena vremena izlaska i zalaska sunca. Na primjer, za slučaj Perma, otvorimo Yandex meteorološki sajt yandex.ru/pogoda/perm i tamo vidimo Izlazak: 04:37 Zalazak sunca: 21:47, nalazimo aritmetičku sredinu ova dva vremena (04:37 + 21:47) / 2 = 13:12 . U isto vrijeme kao i gore.

Treća metoda je korištenje računskih programa. Možete odabrati program po svom ukusu, ja koristim svoj Dan–noć (na linku daybit.ru/video/video-i-soft.html naći ćete video o njegovom korištenju, kao i sam program), i daje vreme podne za Perm = 13:11:45.

Bilješke

1. Gornji grafikon za Moskvu je posljedica takozvane jednačine vremena - razlike između srednjeg solarnog vremena i pravog solarnog vremena. Treba napomenuti da će se očitanja vašeg sunčanog sata mijenjati istom amplitudom kao na ovom grafikonu. Odnosno do plus ili minus četvrt sata tokom cijele godine. Međutim, ako bolje pogledate, možete vidjeti da tokom ljetnog računanja vremena, koje nam je najzanimljivije, fluktuacije nisu tako velike, i uklapaju se u plus-minus 5-6 minuta. Ponekad, kada žele da dobiju minutnu tačnost, posebno se sastavlja raspored korekcija za sunčane satove tokom cele godine.

Iz ovog grafikona, na primjer, jasno je da ako postavite sunčani sat na sredinu juna, onda će do sredine septembra biti 5 minuta brži.

2. Zašto jednostavno ne koristite vertikalni štap? Zašto se zamarati njegovim nagibom i paralelnošću sa Zemljinom osom rotacije? Činjenica je da će sat napravljen pomoću vertikalnog štapa prije ili kasnije početi pokazivati ​​primjetno pogrešno vrijeme. Dakle, sat napravljen za vertikalni štap u junu će pokvariti 1 sat ujutro i uveče u septembru. Više detalja ovdje sundial-ru.livejournal.com/2337.html

3. Ako želite, možete odmah izračunati brojčanik za svoju oblast koristeći recimo Shadows shadowspro.com program, uzeti uglove iz ovog proračuna i odmah ih izmjeriti na tlu, umjesto da po cijeli dan trčite okolo i obilježavate sunčeve senka.

Za kraj, kao ilustraciju, dat ću jedan od mojih satova, napravljen „od sjekire“.

Kako napraviti sunčani sat? Ako ste sebi postavili ovo pitanje, onda ćete ih nakon čitanja ovog članka napraviti! Ispod je algoritam radnji, metoda izračuna u Excelu i nekoliko opšte preporuke ovim zanimljiva tema. Pređimo na posao, izostavljajući opšte teorijske aspekte...

Prvo bih vam dao dva jednostavna savjeta:

1. Ako želite da napravite sunčani sat za svoj stan, prenosivi za uspomenu, možda sa svojim sinom, onda mislim Najbolja odluka – horizontalno brojčanik sata.

Ne preporučujem da to radite skloni brojčanik – takvi satovi (ekvatorijalni) su manje praktični i glomazniji.

2. Ako planirate da napravite sunčani sat na svojoj dači, u privatnoj kući, u preduzeću, u naseljenom mestu, onda je najbolje rešenje, po mom mišljenju vertikalno brojčanik sata. Ova opcija je vizualnija, ne zahtijeva posebno određen prostor, može biti mnogo jeftinija za proizvodnju i zaštićenija je od vandala.

Ovaj sat bi mogao biti tvoj poslovna kartica, ako ih postavite na kapiju, zid ili čak krov. O obračunu takvih sati će se dalje raspravljati.

Prikazani proračun u Excel-u može se izvršiti i u programu Calc iz paketi Apache OpenOffice ili LibreOffice.

Proračun vertikalnih sunčanih satova u Excelu.

Sva daljnja frazeologija ispravna je samo za sjevernu hemisferu!

Izračunati sunčani sat će pokazati normalno LOKALNO VRIJEME!

Zid (površina) za postavljanje sata trebao bi biti južni, jugoistok ili jugozapad, jer sjeverni zid u srednjim geografskim širinama gotovo da nije osvijetljen suncem. Po potrebi možete montirati montažnu površinu brojčanika pod estetski ugodnim i lako vidljivim uglom na južni ugao zgrade ili stub za kapiju. Pravi izbor Mjesto postavljanja će diktirati vaša mašta i zdrav razum - mjesto ne bi trebalo biti zasjenjeno drvećem i susjednim zgradama (ako je moguće).

Razmatrani proračunski primjer izveden je za grad Omsk (Rusija) kako bi se na jugoistočni zid zgrade ugradio sat, okrenut prema istoku pod uglom δ=24°.

Početni podaci:

1. Konstanta - ugao nagiba ekvatora prema ekliptici ε unesite u stepenima

do ćelije D3: 23,433

2. Vremenska zona (GMT) vašeg mjesta N Doznajemo, na primjer, putem Google tražilice i unosimo u naš program za proračun

u D4: 6

Da biste odredili sljedeća tri početna podatka, preporučujem korištenje divnog besplatnog programa Google zemlja!

Preuzmite i instalirajte program na svoj PC, pronađite svoju kuću i odabrani zid, povećajte područje karte i odštampajte na papiru. Mreža paralela i meridijana prisutna na karti omogućit će vam da odredite koordinate mjesta postavljanja sunčanog sata s točnošću od sekundi, a kutomjerom možete lako izmjeriti kut rotacije odabranog zida δ (vidi sliku iznad).

Iz prakse, ovo je najprecizniji, najjeftiniji i najlakši način određivanja početnih podataka, iako postoji još nekoliko metoda koje zahtijevaju mjerenja na terenu.

3. Geografska širina mjesta gdje je sat postavljen φ pisati u stepenima

u D5: 55,061

4. Značenje geografske dužine λ Stavili smo to u stepeni

u D6: 73,282

5. Ugao rotacije zida zgrade δ pisati u stepenima

u D7: 24,000

6. Dužina osnove gnomona (element sata koji baca senku na brojčanik) AB unesite u milimetrima

u D8: 275

Veličina gnomona ovisi o veličini brojčanika. Ako sunčani sat ima mali brojčanik, onda bi gnomon trebao biti mali. Izaberite dužinu osnove gnomona na osnovu dužine njegove senke u podne (pogledajte napomenu o ćeliji B8 u programu).

U napomenama za unose u ćelijamaB3… BDato je 8 važnih preporuka! Obavezno ih pogledajte!!!

Rezultati proračuna:

7. Ugao ugradnje baze gnomona α Računamo u stepenima

u ćeliji D10: =ATAN (TAN ((90-D5)/180*PI())*SIN (D7/180*PI()))/PI()*180 =15,863

α =arctg(tg(90-φ )*grijeh (δ ))

Pravila za izračunavanje ugla ugradnje baze gnomona data su u napomeni za ćelijuB10.

8. Ugao visine gnomona β definišemo u stepenima

u ćeliji D11: =ASIN (SIN ((90-D5)/180*PI())*COS (D7/180*PI()))/PI()*180 =31,547

β =arcsin(sin(90-φ )*cos (δ ))

9. Visina gnomona B.C. Računamo u milimetrima

u ćeliji D12: =D8*TAN (D11/180*PI()) =169

B.C. = AB * tg(β )

10. Dužina radne ivice gnomona A.C. u milimetrima nalazimo pomoću Pitagorine teoreme

u D13: =(D8^2+D12^2)^0.5 =323

A.C. =(AB 2 + B.C. 2 ) 0,5

Dužina radne ivice može biti korisna ako odlučite da napravite gnomon u obliku nagnute šipke.

11. Dužina senke A.E. u milimetrima u astronomsko podne 20...21. juna izračunavamo

u D14: =$D$8*COS ($D$10/180*PI())+$D$12*COS ($D$7/180*PI())/(TAN (($D$5-$D$3)/180* PI())) =515

A.E. = AB * cos(α )+ B.C. * cos(δ )/ tg(φ — ε )

12. Dužina senke A.E. u milimetrima u astronomsko podne 21...22 decembra računamo

u D15: =$D$8*COS ($D$10/180*PI())+$D$12*COS ($D$7/180*PI())/(TAN (($D$5+ $D$3)/180* PI())) =296

A.E. = AB * cos(α )+ B.C. * cos(δ )/ tg(φ + ε )

Dužine senki se izračunavaju kako bi se uporedile i prilagodile veličine gnomona i brojčanika.

13. Ugao pomoćnog dizajna χ definišemo u stepenima

u D16: =ATAN (TAN (D10/180*PI())/SIN (D11/180*PI()))/PI()*180 =28,507

χ =arctg(tg(α )/grijeh (β ))

14. Korekcija geografske dužine Δ λ Računamo u stepenima

u D17: =D4*15-D6 =16,718

Δ λ = N *15-λ

15. Ugao koji definira satnu liniju na brojčaniku na 3 sata γ 3 u stepenima, računamo

u ćeliji D18: =(ATAN (SIN ($D$11/180*PI())*TAN (($D$16-135-$D$17)/180*PI())) -$D$10/180*PI())/ PI()*180=22,769

γ 3 =arctg(grijeh(β )* tg(χ -135-Δ λ )) -α

Ugao koji definira satnu liniju na brojčaniku od 4 sata γ 4 u stepenima, računamo

u ćeliji D19: =(ATAN (SIN ($D$11/180*PI())*TAN (($D$16-120-$D$17)/180*PI())) -$D$10/180*PI())/ PI()*180= 41,975

γ 4 =arctg(grijeh(β )* tg(χ -120-Δ λ )) -α

U rezultirajućem skupu rješenja u sredini tabele nalazimo trenutak vremena kada je vrijednost ugla γ i menja znak. U našem primjeru, to se događa između 13 i 14 sati u astronomsko podne. Odaberite sve gore u tabeli negativne vrijednosti više od -90° i niz sto - sve pozitivne vrijednosti manje od 90°. Ovo područje na snimku ekrana Excel izračuna (vidi gore) je istaknuto crvenim okvirom. Ovo su vrijednosti radnog ugla γ i od 6 do 17 sati, koji se može primijeniti za kreiranje brojčanika.

Pravila za brojanje satnih uglovaγ i Pogledajte napomene za spojene ćelijeB10... B36. Imajte na umu da su ova pravila suprotna pravilu referentnog ugla α !

Excel proračun je završen. Možete napraviti sunčani sat i postaviti ga na prethodno odabrani zid. Za to imamo sve potrebne podatke.

Preciznost očitavanja sunčanog sata.

Zbog eliptičnosti Zemljine orbite i nagiba Zemljine ose u odnosu na ravan kretanja (ekliptike), prividno kretanje Sunca duž nebeska sfera nejednako! To znači da sunčani sat u različito doba godine ili ide ispred ili zaostaje.

Na slici ispod prikazan je graf jednadžbe vremena, koji pokazuje karakteristične tačke.

Četiri zelene tačke pokazuju datume kada je sunčani sat apsolutno tačan - to su ~14. april, ~14. jun, ~2. septembar i ~24. decembar.

Četiri žute tačke su dani ekvinocija (~20. mart i 22. septembar) i solsticija (21. jun i 21. decembar).

Dvije crvene tačke pokazuju dane maksimalne greške u očitavanju sunčanog sata. Oko ~11. februara, sunčani sat je ~14 minuta iza uobičajenog sata, a ~2. novembra je ~16 minuta ispred uobičajenog sata.

Saznati tačno vreme, na primjer, 1. avgusta treba dodati 6 minuta očitanjima sunčanog sata u skladu sa rasporedom.

Imajte na umu da od 20. marta do 20. septembra (tj. ljeti) greška u očitavanju sunčanog sata ne prelazi ±7 minuta. Mislim da će takva tačnost odgovarati mnogima i da će potreba za primjenom korekcija prema grafikonu jednadžbe vremena biti nepotrebna.

Odlučite sami kako lijepo ukrasiti sat ili zatražite pomoć od umjetnika. Na internetu možete pronaći stotine fotografija vertikalnih sunčanih satova koje vam mogu pomoći u rješavanju ovog problema.

O proračunu horizontalnih (prijenosnih, suvenirnih) sunčanih satova bit će riječi u jednom od sljedećih članaka na blogu.

molim poštovanjem datoteka za preuzimanje autorskog djela sa primjerom nakon pretplate na najave članaka!

Unesite Vaš email:

Članci sa sličnim temama

Recenzije

30 komentara na “Zidni sunčani sat”

1. Belmando 29 apr 2015 02:40
2. Aleksandar 14 Sep 2015 22:45
3. Alexander Vorobyov 15 Sep 2015 10:01
4. Aleksandar 15 Sep 2015 16:08
5. Alexander Vorobyov 15 Sep 2015 20:24
6. Alexander Vorobyov 15 Sep 2015 20:30
7. Aleksandar 16 Sep 2015 12:40
8. Nikolaj 03 mart 2016 17:02
9. Nikolaj 03 mart 2016 17:09
10. Nikolaj 03 mar 2016 17:13
11. Nikolaj 03 mar 2016 17:15
12. Alexander Vorobyov 03 Mar 2016 19:57
13. Nikolaj 04 mar 2016 10:42
14. Nikolaj 04 mar 2016 10:49
15. Nikolaj 04 mar 2016 11:23
16. Aleksandar Vorobjov 05. mart 2016. 15:43
17. Andrej 10. avgust 2016. 13:13
18. Konstantin 25. avgust 2016. 13:07
19. Aleksandar Vorobjov 25. avgust 2016. 19:17
20. Sergej 30 jun 2017 11:56
21. Aleksandar Vorobjov 01 jul 2017 14:53
22. Aleksandar Vorobjov 25 jul 2017 19:53
23. Sergej 14. avgust 2017. 17:45
24. Aleksandar Vorobjov 14. avgust 2017. 19:04
25. Anatolij 30 okt 2017 05:38
26. Aleksandar Vorobjov 30. oktobar 2017. 18:19
27. Petar 01. novembar 2017. 13:24
28. Alexander Vorobyov 01. novembar 2017. 20:22
29. Petar 02 nov 2017 02:05
30. Alexander Vorobyov 02 Nov 2017 19:06

Ako ste ljubitelj nevjerovatnih stvari, znate uzgajati kristal iz soli, dati drugi život starim stvarima i stvarati sve vrste zanata, pokušajte napraviti sunčani sat vlastitim rukama, dajte mu individualni dizajn i instalirajte ga u u pravom smjeru. Sada se možete bezbedno pokazati svojim prijateljima - niko drugi nema takvu stvar!

Sunčani satovi su postali jedan od prvih instrumenata za računanje vremena, kada je osoba naučila da se kreće po sjenama objekata po sunčanom danu. Konstrukcija ovakvog hronometra zahtijeva određena astronomska i fizička znanja. Pokušajte stvoriti sunčani sat vlastitim rukama zajedno sa svojom kćerkom ili sinom - proces će vam biti ne samo uzbudljiv, već i edukativan za vašu djecu.

Vrste satova

Postoji nekoliko vrsta sunčanih satova. Svi se sastoje od 2 glavna dijela: okvira ili brojčanika i gnomona - strelice. Razlika u satima pojavljuje se pod različitim uglovima ugradnje okvira.

Nakon što pročitate klasifikaciju, shvatit ćete da se sve vrste ne mogu napraviti vlastitim rukama.

Ovaj sat je dobio ime zahvaljujući ugradnim linijama dijelova. U pravilu se okvir postavlja pod kutom geografske širine na kojoj se uređaj nalazi. Ispostavilo se da je ravan okvira paralelna sa Zemljinim ekvatorom, a linija gnomona paralelna sa Zemljinom osom.

Nedostaci ovog tipa satova su što pokazuju tačno vrijeme samo u određenim godišnjim dobima. Na sjevernoj hemisferi ovo je period od proljetne do jesenje ravnodnevice, na južnoj je obrnuto.

Ovaj tip se postavlja paralelno s ravnom linijom horizonta na način da kada se sijeku linija brojčanika i gnomona, dobije se linija paralelna s linijom podneva.

U ovom slučaju, gnomon je instaliran na isti način kao na ekvatorijalnom satu - pod kutom jednakim geografskoj širini lokacije.

Teže je napraviti takav sunčani sat vlastitim rukama nego prve 2 vrste. Kada se instalira vertikalni mjerač vremena, gnomon se postavlja paralelno s horizontom striktno u smjeru geografskog juga za sjevernu hemisferu.

Podjele sata mogu se postaviti simetrično na okvir samo ako je u takvom položaju gnomon striktno okomit na brojčanik.

Postoje i manje poznate varijante sunčanih satova: polarni, konusni, cilindrični i sferni. Zbog izgledčesto imaju više dekorativno nego praktično značenje i koriste se za ukrašavanje mjesta na kojem su postavljene. Na primjer, kuglični kronometri se često koriste za dopunu dizajna dječjih spavaćih soba - nemaju oštre uglove, pa su stoga uređaji sigurni za djecu.

Sunčani sat: majstorska klasa

Pokušajte sa svojim djetetom napraviti svoj sunčani sat. Ova lekcija će vam pomoći da svom djetetu detaljno objasnite kako da kažete vrijeme pomoću takvih satova, zašto su dizajnirani na ovaj način i po čemu se jedan tip razlikuje od drugog.

Prije svega, pokušajte vlastitim rukama dizajnirati ekvatorijalni sunčani sat - najjednostavniji za izradu.

Ne morate izračunati broj podjela sata na brojčaniku i mjeru stepena svakog od njih - možete pronaći mnoge šablone okvira na Internetu.

• Prije nego počnete crtati raspored, izračunajte dužinu stranica. Na slici vidite ugao α, koji se izračunava po sledećoj formuli: 90 stepeni minus stepen stepena geografske širine na kojoj se nalazite. Prema tome, suprotni ugao će biti jednak: 90 stepeni minus vrijednost ugla α.

• Odaberite proizvoljnu vrijednost za stranu C - ovo će biti dužina stranica vašeg brojčanika.

• Strana ovog rasporeda je predstavljena u obliku pravokutnog trokuta. Prema tome, znajući hipotenuzu (stranu C) i sve uglove trokuta, možemo izračunati preostale stranice koristeći sljedeće formule: stranica A jednaka je strani C pomnoženoj sa sinusom ugla α, a stranica B jednaka je strani C pomnožen kosinusom ugla α.

Koristeći dobivene podatke, nacrtajte model uređaja vlastitim rukama na listu potrebne veličine, izrežite ga i zalijepite zajedno. U ovom slučaju, bilo koji štap potrebnog promjera može poslužiti kao gnomon. Jednostavno napravite rupu na željenoj lokaciji i postavite gnomon okomito na brojčanik.

Postavite sunčani sat na prozorsku dasku tako da gnomon bude usmjeren direktno na sjever. Smjer možete izračunati pomoću kompasa.

Još je lakše napraviti vodoravni sunčani sat vlastitim rukama nego ekvatorijalni. Odaberite tvrdi materijal kako bi kasnije bilo lako nacrtati brojčanik: plastiku, karton ili tanko drvo.

• Napravite okrugli ili kvadratni brojčanik.

• Napravite trouglasti gnomon. Prije početka rada izračunajte njegove parametre: jedan ugao bi trebao biti jednak 90 stepeni, a drugi bi trebao biti geografska širina na kojoj se sat nalazi.

• Postavite gnomon u sredinu brojčanika.

• Postavite sat na prozorsku dasku tako da donji krajnji ugao gnomona bude okrenut tačno prema jugu.

Uzmi sat. Svakih sat vremena označite položaj sjene okvira na brojčaniku. Nakon što ste označili svih 12 tačaka, nacrtajte brojčanik vlastitim rukama.

Nakon što naučite kako napraviti DIY stolni sunčani sat, pokušajte napraviti džepni sunčani sat. Sljedeći video vodič će vam pomoći u tome.

Horizontalne satove možete povećati, ukrasiti i koristiti kao ukrasni element vaše gredice ili vrta. Na primjer, možete vlastitim rukama oblikovati gnomon i svaki broj na brojčaniku i obojiti ga tako da odgovara cvijeću koje raste oko vas. Ili možete napraviti uređaj na temelju drvenog reza - tada će najbolji ukras biti spaljivanje figurednih brojeva u drvo.

Uzmite to za sebe i recite prijateljima!

Pročitajte i na našoj web stranici:

pokazati više

Plastične boce su posude za tečnosti. Ali ovo je samo na prvi pogled. Zapravo, raspon njihove primjene je prilično velik i ograničen je samo vašom maštom. U našem članku možete vidjeti 5 efikasne načine aplikacije plastične boce to će vas zanimati.

Sunčani sat na vašoj vikendici je lijep i originalan ukras, a ujedno i koristan. I ljetni stanovnici poslednjih godina Sve češće ljudi pokušavaju napraviti nešto svijetlo i neobično na svom mjestu, što uključuje sličan vrtni kronometar.

Možete napraviti biranje od razni materijali, koji će se savršeno uklopiti u baštensko okruženje: pogodne su i bilo koje kamenje - pješčenjak, obični ravni, granit, školjka, male (40x40 centimetara) betonske ploče.

Koristeći ove materijale, morate napraviti ravnu površinu, a zatim na nju primijeniti vremensku skalu koristeći bilo koje raspoloživo sredstvo.

Materijal za strelicu može biti komad lima ili plastike; iverica ili drvo će također raditi. Njihova strelica je napravljena u obliku trokuta sa pravim uglom koji se nalazi u skladu sa geografskom širinom područja na kojem se nalazi dacha. Strogo horizontalna pozicija brojčanika je preduvjet za vrtni hronometar.

Kako "podesiti vrijeme" na sunčanom satu. Uradi sam

Neophodno je osigurati precizno kretanje seoskih uličnih satova. Da biste to učinili, morate pronaći tačku u blizini Sjevernjače, čiji je ugao nagiba jednak geografskoj širini područja na kojem se nalazi. seoska vikendica. Na primjer, za Moskvu će ovaj ugao biti jednak 48 stepeni. Radno područje kazaljke uličnog hronometra usmjereno je na ovu tačku.

Oznaka trinaest sati treba biti na sjevernoj strani kazaljke. Pogodno je pronaći mjesto ove oznake tačno u 13-00, za što se brojčanik polako okreće i prati senka sa kazaljke sata - trebalo bi da se poklopi sa oznakom trinaest sati, u ovom položaju vremenska skala treba ostaviti na miru. Naknadne oznake se vrše tokom dana prema očitanjima običnog (istog ručnog) sata. Na primjer, u 14-00 sjena će biti unutra određenom mestu- tu se stavlja oznaka "14". Zatim hvataju senku u 15-00 i stavljaju oznaku "15" i tako dalje. Odnosno, potrebno je da se fokusirate na senku kazaljke sunčanog sata i označite svaki sat na vrtnom brojčaniku, dok gledate na svoj ručni sat. Svaki sat u zemlji kronometar će imati različite veličine ugao. Između njih se mogu iscrtati međuvrijednosti.

Izrada ekvatorijalnog sunčanog sata od kamena

Ekvatorijalni sunčani sat je jedan od najjednostavnijih, lako ga možete napraviti u svojoj dači. Ali oni imaju značajan nedostatak - vrijede samo u ljetnim mjesecima. Ali za ljetne stanovnike koji ne žive na lokaciji tijekom cijele godine, to nije važno.

Ekvatorijalni sat je napravljen ovako:

• Za brojčanik je prikladan ravni kamen dimenzija približno 40x40 centimetara, prvo ga premažite bijelom bojom s vodootpornim svojstvima;
• na kamenu je nacrtana vremenska skala u obliku kruga, čiji je polumjer 15 centimetara;
• krug je podijeljen na 24 dijela: prije svega, dvije okomite linije (prečnika) su povučene paralelno s bazom, podjele su označene od 0 do 24;
• šipka od 10 centimetara postavlja se u centar kruga - u unaprijed napravljenu rupu;
• brojčanik (kamen) je postavljen na ravnu površinu - poslužit će panj ili niski kameni stup;
• linija 12-00 na brojčaniku treba da se poklapa sa smjerom sjever-jug.

Strelica je ojačana trokutastom prizmom, postavljenom pod određenim kutom prema horizontu. Ovaj ugao se izračunava kao razlika između 90 stepeni i ugla geografske širine područja na kojem se nalazi dacha. Pomaže u određivanju geografske širine geografska karta ili mjerenje visine zvijezde Sjevernjače. Na primjer, kut za ugradnju prizme na lokaciju koja se nalazi u Moskvi izračunava se na sljedeći način: 90 stepeni - 48 stepeni = 42 stepena. Prizma je postavljena pod uglom od 42 stepena.