Kameni sunčani sat. zidni 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. Gnomon je bio najstariji instrument za određivanje vremena. Promena dužine njegove senke ukazivala je na vreme. Stvaranje takozvanih sati u senci (mi ih zovemo sunčevim) pripisuje se Egipćanima, koji su ih izmislili u drugom milenijumu pre nove ere. Bile su to obična drvena ploča sa oznakama. Sat u sjeni, podijeljen na dvanaest dnevnih intervala, postao je prvi izum čovjeka, 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 ravni kamen (kadran), omeđen linijama, - brojčanik, sjena od gnomona služila je kao kazaljka sata. Ali pošto su takvi satovi "radili" samo danju, noću ih je zamijenila klepsidra - kako su Grci zvali vodeni sat.

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

Najjednostavniji sunčani sat.

Gnomon je bio najstariji instrument za određivanje vremena. Promjena dužine njegove sjene ukazivala je na doba dana. Takav jednostavan sunčani sat spominje se u Bibliji:

Druga Kralja, 20. poglavlje

9. A Isaija reče: Evo vam znaka od Gospoda, da će Gospod ispuniti riječ koju je rekao: hoće li sjena ići naprijed deset koraka ili se vratiti deset koraka natrag?

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

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

Izaija, 38. poglavlje

8. Gle, vratiću se deset koraka nazad sunčevu senku, koja je prošla uz stepenice Ačazova. I sunce se vratilo deset koraka uz stepenice kojima 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 Nauta (Irska) datira iz 5000. godine prije Krista.

Prvi poznati opis sunčanog sata u starom Egiptu je natpis u grobnici Setija I 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 pričvršćena niska šipka sa dugačkom horizontalnom šipkom, koja baca sjenu. Kraj ploče sa šipkom bio je usmjeren na istok, a sat dana je postavljen prema oznakama na pravougaonoj ploči, koja je u starom Egiptu bila definisana kao 1/12 vremenskog intervala od izlaska do zalaska sunca. Popodne, kraj ploče je krenuo na zapad.


Rekonstrukcija prema opisu egipatskog sunčanog sata iz grobnice Setija I u popodnevnom položaju. Ujutro su raspoređeni u drugom pravcu.

Pronađeni su i alati napravljeni po ovom principu. Jedan od njih datira iz vladavine Tutmoza III i datira iz 1479-1425. BC e., drugi - iz Saisa, mlađi je 500 godina. Na kraju imaju samo šipku, bez horizontalne šipke, a tu je i žljeb za visak koji uređaju daje horizontalni položaj.



Sunčani sat iz vladavine Tutmoza III. Ovi satovi su takođe morali da se okreću popodne.

Druge dvije vrste staroegipatskih satova koji su mjerili vrijeme po dužini sjene bili su satovi u kojima je sjena padala na nagnutu ravan ili stepenice. Bili su lišeni nedostatka sati sa ravnom površinom: u jutarnjim i večernjim satima senka je izlazila izvan tanjira. Ove vrste satova su kombinovane u modelu od krečnjaka u Egipatskom muzeju u Kairu, koji je nešto kasniji od sata Saisa. Na jednoj strani modela nalaze se dvije nagnute ravni sa stepenicama, od kojih je jedna bila orijentirana na istok, a druga na zapad. Do podneva sjena je padala na prvu ravninu, postepeno se spuštajući stepenicama od vrha do dna, a popodne - na drugu ravninu, postepeno se dižući odozdo prema vrhu, u podne nije bilo sjene. Sa druge strane modela - dvije nagnute ravni bez stepenica, ovaj tip satova djelovao je slično kao satovi sa stepenicama.



Konkretna implementacija tipa sunčanog sata sa kosom ravninom bio je prenosivi sat iz Kantare, napravljen oko 320. godine prije nove ere. e. sa jednom kosom ravninom, na kojoj su primijenjene 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 izvijestili o otkriću 3.300 godina starog sunčanog sata, vjerovatno okomitog, naslikanog na krečnjačkoj ostraci. Pronađeni su u Dolini kraljeva u blizini radničkog stana između grobnica KV29 i KV61.

Radno vrijeme - skafis.

Prema priči Vitruvija, babilonskog astronoma Berosa, koji se naselio u VI veku. BC e. na ostrvu Kos, upoznao je Grke sa babilonskim sunčanim satom, koji je imao oblik sferne zdjele - tzv. scaphis. Ovaj sunčani sat usavršili su Anaksimandar i Anaksimen. Sredinom 18. veka, tokom iskopavanja u Italiji, pronašli su upravo takav instrument kakav je opisao Vitruvije. Stari Grci i Rimljani su, poput Egipćana, vremenski interval od izlaska do zalaska sunca dijelili na 12 sati, pa je stoga njihov sat (kao mjera vremena) bio različite dužine ovisno o godišnjem dobu. Površina udubljenja u sunčanom satu i linije "sat" na njima odabrane su tako da je kraj sjene šipke označavao sat. Ugao pod kojim se siječe gornji dio 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 senku nalazio paralelno sa zemljinom 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. Raspoređeni za južniju geografsku širinu, netačno su pokazali sat. Za geografsku širinu Rima, prvi sati su raspoređeni oko 170. godine prije Krista. e. Marcius Philip.

Skafis - sunčani sat starih. Sat linije su nanesene na sferoidno udubljenje. Senku je bacala horizontalna ili vertikalna šipka, ili lopta u sredini instrumenta. Ugao pod kojim se siječe gornji dio 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 je postavljen paralelno sa ravninom horizonta. Najčešće je gnomon trokut, okomito na ravan okvir, a jedna njegova strana je nagnuta prema njemu pod uglom jednakim geografskoj širini mjesta gdje je sat postavljen. Linija presjeka gnomona i okvira usmjerena je paralelno sa podnevnom linijom - linijom duž koje je sjena vertikalnog štapa usmjerena na određeno mjesto u pravo podne.





Antikni horizontalni sunčani sat.



Vertikalni sunčani sat.

Vertikalni sunčani sat obično se postavlja na zidove zgrada i raznih objekata. Stoga je njihov okvir okomit - okomit na ravninu horizonta, ali se može rotirati u različitim smjerovima. Položaj satnih podjela na okviru ovisi o strani na koju je okvir okrenut. Oni će biti simetrični u odnosu na podnevnu podjelu samo s okvirom okrenutim striktno prema jugu (geografski, a ne magnetski!) - na sjevernoj hemisferi, ili sjever - na južnoj hemisferi, drugim riječima - sa okvirom okomitim na liniju podneva . Za takav usmjereni okvir, gnomon mora ležati u ravni nebeskog meridijana, drugim riječima, biti okomit i na ravninu okvira i na ravninu horizonta, a jedna od njegovih strana mora biti paralelna sa Zemljinom osom. .



Vertikalni sunčani sat.



Vertikalni sunčani sat na fasadi crkve Merafima Sarovskog u Pomoskovlju. Inaerman krečnjak, bakar, 100x50cm.



Vertikalni sunčani sat, 1623. Rekonstrukcija 1991. godine.

AT Moscow Planetarium vertikalni sunčani sat koji pokazuje vrijeme i datum.

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



Od vrha do dna tribine nalazi se lepeza ravnih linija koje mjere sate i minute, a horizontalno - hrpa hiperbola, po kojima senka sa Sunca klizi u različitim mjesecima na različitim visinama. Sunčeva zraka istovremeno ukazuje na doba dana i godišnje doba.

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

ekvatorijalni sati.

Ekvatorijalni sunčani sat se također sastoji od okvira (ravan sa satnim podjelama) i gnomona. Satne podjele na okviru se primjenjuju u pravilnim 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 sa linijom podneva prema jugu - za sjevernu hemisferu, ili prema sjeveru - za Južna hemisfera, i nagibi se u odnosu na ravninu horizonta, respektivno, prema sjeveru ili prema jugu pod uglom α=90°-φ, gdje je φ geografska širina mjesta na kojem je postavljen sunčani sat. Okvir će biti paralelan sa nebeskim ekvatorom (otuda naziv ovog tipa sunčanog sata), a pošto se nebeska sfera ravnomerno rotira tokom dana, senka od gnomona za bilo koji sat u danu će opisivati ​​jednake uglove (dakle, podjele sati se izvode na isti način kao na brojčaniku redovnih sati).



Dijagram ekvatorijalnog sunčanog sata. Nazivaju se i kosi.





Jednaki ugaoni intervali (t=15°) između susjednih satnih podjela, kao na brojčaniku običnih satova, 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 proljećne ravnodnevice do dana jesenjeg ekvinocija (na sjevernoj hemisferi proljetna ravnodnevica je u martu, jesenja ravnodnevica je u septembru , in južna hemisfera prolećna ravnodnevica - u septembru, jesenja - u martu). U ostatku 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 izradom okvira u obliku ploče, nanošenjem satnih podjela i na gornju i na donju površinu, te nastavljanjem gnomona ispod ploče, ali i tada, u danima bliskim danu proljetna ili jesenja ravnodnevica, sunčani sat neće raditi - Sunce će sjati na ploču ne odozgo i ne odozdo, već sa strane.

U srednjem vijeku, arapski astronomi (Sabit ibn Korra, Ibn ash-Shatir, Abu-l-Hasan ibn Yunis) ostavili su opsežne rasprave o gnomonici, odnosno umjetnosti izrade sunčanog sata. Osnova su bila pravila trigonometrije. Osim "satnih" linija, na površinu arapskog sata apliciran je i pravac ka Meki, takozvana kibla. Posebno je važan bio 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 uočavanja mjesta kraja sjene na složenim krivinama, postalo je dovoljno uočiti smjeru sjene. Ako je iglica smještena u smjeru Zemljine ose, tada njena sjena leži u ravni satnog kruga Sunca, a ugao između ove ravni i ravni 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 ekvinocijski sati); na njemu se smjer sjene mijenja za 15° svakih sat vremena. Za sve ostale položaje ravni brojčanika, uglovi formirani na njemu smerom senke sa podnevnom linijom ne rastu jednoliko.

Gnomonika se bavila sastavljanjem pravila za pronalaženje različitih položaja sjene na ovim površinama. Sunčani sat, kao što je već spomenuto, ne daje prosječno, već pravo solarno vrijeme. Jedan od posebnih zadataka gnomonike bio je da nacrta krivulju na brojčaniku sunčanog sata koja bi označavala "srednje" podne u različito doba godine. AT srednjovjekovne Evrope bavio se gnomonikom: Apian, Albrecht Dürer, Kircher. Živeo početkom 16. veka. Münster je priznat kao "otac gnomonike".

U Kini tokom Zhou ere ekvatorijalni sunčani sat korišten je u obliku kamenog diska, postavljenog paralelno s nebeskim ekvatorom i koji prodire kroz njega u centar šipke, postavljen paralelno sa zemljinom osom. U doba Qinga, Kina je napravila prijenosni sunčani sat s kompasom: ili ekvatorijalni - opet sa šipkom u sredini diska postavljenom paralelno s nebeskim ekvatorom, ili horizontalni - s navojem u ulozi gnomona 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 uzorke u osvjetljenju niša sjeverozapadnog tornja Preobraženske katedrale u Černigovu Suncem i na čudan uzorak („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 hramovima Černigova, a zaključeno je da je sunčani sat u Drevna Rusija korišćen još u 11. veku.

Za vrijeme vladavine Ane Joanovne, 23. avgusta 1739. godine, izdat je dekret Senata, prema kojem su postavljeni drveni obelisci na putu od Sankt Peterburga do Peterhofa, 1744. godine izdat je dekret na putu iz Sankt Peterburga. do Carskog Sela. Umjesto miljokaza-obeliska naknadno su postavljene "mermerne piramide" sa ukrasima po djelima Antonija Rinaldija. Neki od njih su imali sunčani sat, a putnik je mogao očitati udaljenost i vrijeme s njih. „Mermerne piramide“ sa sunčanim satovima sačuvane su na sledećim mestima: u Sankt Peterburgu na uglu nasipa reke Fontanke i Moskovskog prospekta (na milje od zgrade pošte) i u Puškinu kod Orlovskih kapija, koja se nalazi na br. južna granica Katarininskog parka. Na "mermernoj piramidi" na Oryolskim vratima naznačen je datum postavljanja - 1775.



U iščekivanju ljeta, sunca, ljetne sezone, baštovanstva 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 telefon nije uvijek sa vama; ruke su prljave; sunce se odbija od ekrana).

Osnova sunčanog sata je gnomon. Ovo je štap čija će nam sjena pokazati vrijeme. Što preciznije orijentišemo ovaj štap paralelno sa osom rotacije Zemlje (kako to učiniti - pogledajte odlomke 1, 2, 3 u nastavku), uređaj će biti precizniji. Kao gnomon će stati bilo koji ravni štap, po veličini sličan dršci od lopate (možete koristiti i samu ručku ako vam leži nepotrebna).

Pronalazimo mjesto gdje puno ljudi i pasa ne trči, a pored kojeg često prolazite. Glavna stvar je da je veći dio dana obasjana suncem. Da biste to učinili, pronađite jug (ili se orijentirajte na Google Earth, ili se za oko 12-13 sati okrenite prema suncu) i potražite mjesto na lokaciji sa najslobodnijim (od krovova, drveća itd. ) južna polovina neba.

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

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

2. U trenutku pravog podneva (bilo bi dobro da unaprijed uskladimo vrijeme sa internetom, na primjer, korištenjem usluge time.is, ili korištenjem 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, ispod koje treba stajati gnomon (tj. naš štap). Da biste to učinili, saznajte geografsku širinu mjesta, unesite ga 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 zadnjem pasusu po visku ) sa ovog mesta stavljamo kamenčić 50 cm od mesta gde 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 ići tako precizno. I u ovom položaju počinjemo voziti u štapu, s vremena na vrijeme provjeravajući / podešavajući tako da pređe preko našeg kamenčića od "pola metra" na određenoj 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 provjeriti noću, "pucati" okom duž štapa).

4 i 5. Sljedeće pozicije satova napravljenih pomoću tajmera. Treba napomenuti da iako cifra pokazuje 12 sati za oznaku podneva, u stvari, građansko vrijeme za to će biti drugačije. Da ne biste razmišljali o tome, najlakše je označiti brojčanik, približavanje gnomonu u 13:00, 14:00 i tako dalje, i jednostavno označiti smjer sjene. I sutradan, od jutra do podneva, označite preostale sate.

Oznake sata mogu biti bilo koje: možete ubaciti tablice s brojevima, možete ih položiti kamenjem.

Izračunavanje vremena pravog podneva

Navest ću tačno šta se dešava u vrijeme 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;
* ovaj trenutak je, sa dobrom preciznošću, sredina između izlaska i zalaska sunca tog dana.

Svaki meridijan ima svoj trenutak pravog podneva. Tako, recimo, u poređenju sa centrom Moskve, pravo podne na istoku grada se dešava 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 meridijanu Moskve možete jednostavno koristiti ovaj grafikon. Grafikon će na vašem mjestu ispasti potpuno isti oblik, samo 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, zamjenjujemo ga u formulu: (56.2–37.6)/15 = 1.24 sata = 1 sat 14.5 minuta. Odnosno, u Permu se pravo podne dešava 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 između vremenskih zona Perma i Moskve), dobijemo 13:12. Zapamtite ovo vrijeme za upoređivanje 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 sunca: 04:37 Zalazak sunca: 21:47, nalazimo aritmetičku sredinu ova dva vremena (04:37 + 21:47) / 2 = 13:12 . U isto vrijeme kao gore.

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

Bilješke

1. Gornji grafikon za Moskvu je posljedica takozvane jednadžbe vremena - razlike između srednjeg sunčevog 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 godine. Međutim, ako bolje pogledate, možete vidjeti da u nama najzanimljivijem ljetnom vremenu 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 sunčani sat tokom godine.

Iz ovog grafikona, na primjer, može se vidjeti da ako ste svoj sunčani sat označili sredinom 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 sa vertikalnom palicom prije ili kasnije pokazati primjetno pogrešno vrijeme. Dakle, sat napravljen za vertikalni štap u junu će ležati u septembru 1 sat ujutro i uveče. Pročitajte više 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 cijeli dan trčite i obilježavate senku sunca .

U zaključku, kao ilustraciju, dat ću jedan od mojih satova, napravljen "od sjekire".

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

Dozvolite mi da počnem tako što ću vam dati dva jednostavna savjeta:

1. Ako želiš da napraviš sunčani sat za stan, prenosiv za uspomenu, možda sa sinom, onda mi se čini Najbolja odluka – horizontalno brojčanik sata.

Ne preporučujem da radite sklon brojčanik - takvi satovi (ekvatorijalni) su manje praktični i glomazniji.

2. Ako planirate da napravite sunčani sat u seoskoj kući, u privatnoj kući, u preduzeću, u naselju, onda je najbolje rešenje, po mom mišljenju vertikalno brojčanik sata. Ova opcija je jasnija, ne zahtijeva posebno namjensko mjesto, može biti mnogo jeftinija za proizvodnju i zaštićenija od vandala.

Ovaj sat bi mogao biti tvoj. posjetnica, ako ih postavite na kapiju, zid ili čak krov. O obračunu takvih sati će biti više riječi.

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

Obračun u Excelu vertikalnog sunčanog sata.

Sva daljnja frazeologija ispravna je samo za sjevernu hemisferu!

Izračunati sunčani sat će pokazati normalno LOKALNO VRIJEME!

Zid (površinu) za postavljanje sata treba izabrati južni, jugoistok ili jugozapad, jer sjeverni zid u srednjim geografskim širinama gotovo da nije osvijetljen suncem. Moguće je, ako je potrebno, montirati montažnu površinu brojčanika pod estetskim i pogodnim za gledanje kutom na južnom uglu zgrade ili stubu kapije. Pravi izbor Mjesto postavljanja će biti podstaknuto vašom maštom i zdravim razumom - mjesto ne bi trebalo biti zaklonjeno drvećem i susjednim zgradama (ako je moguće).

Razmatrani primjer proračuna izveden je za grad Omsk (Rusija) za postavljanje sata na jugoistočni zid zgrade, okrenut prema istoku pod uglom od 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 saznajte, na primjer, putem Google tražilice i uđite u naš program za proračun

u D4: 6

Da biste odredili sljedeća tri početna podatka, preporučujem korištenje besplatnog divnog 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 sekunde, a kutomjerom možete jednostavno izmjeriti ugao odabranog zida δ (vidi sliku iznad).

U praksi je ovo 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. Vrijednost geografske dužine λ unesite u stepenima

u D6: 73,282

5. Ugao 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 i gnomon trebao biti mali. Odaberite dužinu osnove gnomona, fokusirajući se na dužinu njegove sjene u podne (pogledajte napomenu za ćeliju B8 u programu).

U bilješkama u ćelijiB3… BDato je 8 važnih preporuka! Obavezno ih pogledajte!!!

Rezultati proračuna:

7. Ugao ugradnje baze Gnomona α izračunato 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 brojanje ugla ugradnje baze gnomona data su u napomeni za ćelijuB10.

8. Ugao visine Gnomona β definisano 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 BC izračunato u milimetrima

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

BC = AB * tg(β )

10. Dužina radnog lica gnomona AC u milimetrima nalazimo po Pitagorinoj teoremi

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

AC =(AB 2 + BC 2 ) 0,5

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

11. Dužina senke AE u milimetrima u astronomsko podne 20. ... 21. juna, računamo

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

AE = AB * cos(α )+ BC * cos(δ )/ tg(φ — ε )

12. Dužina senke AE u milimetrima u astronomsko podne 21. ... 22. decembra, smatramo

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

AE = AB * cos(α )+ BC * cos(δ )/ tg(φ + ε )

Dužine senki se izračunavaju tako da odgovaraju i prilagođavaju veličine gnomona i brojčanika.

13. Ugao pomoćnog dizajna χ definisano 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 izračunato u stepenima

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

Δ λ = N *15-λ

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

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-Δλ)) -α

Ugao koji definira satnu liniju na brojčaniku za 4 sata γ 4 u stepenima, broji

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-Δλ)) -α

U rezultirajućem skupu rješenja u sredini tabele nalazimo trenutak u vremenu kada je vrijednost ugla γ i menja znak. U našem primjeru, to se dešava između 13:00 i 14:00 sati u astronomsko podne. Odaberite sve u tabeli negativne vrijednosti veće od -90° i niz tabelu, sve pozitivne vrijednosti su manje od 90°. Ovo područje je istaknuto crvenom bojom na snimku ekrana Excel izračuna (pogledajte gore). Ovo su radni uglovi γ i od 6 do 17 sati, koji se može koristiti za kreiranje brojčanika.

Pravila za brojanje satnih uglovaγ i su dati u napomeni spojenim ćelijamaB10... B36. Imajte na umu da su ova pravila suprotna pravilu za brojanje ugla α !

Obračun u Excelu završen. Možete napraviti sunčani sat i postaviti ga na prethodno odabrani zid. Za to imamo sve potrebne podatke.

Preciznost sunčanog sata.

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

Na slici ispod prikazan je graf jednadžbe vremena, koji prikazuje 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 označavaju dane maksimalne greške 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, trebali biste dodati 6 minuta očitanjima sunčanog sata u skladu s rasporedom.

Skrećem vam pažnju na činjenicu 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 vremenske jednačine biti nepotrebna.

Odlučite sami kako lijepo ukrasiti sat ili zamolite umjetnike za pomoć. Na webu postoje stotine fotografija vertikalnih sunčanih satova koje vam mogu pomoći u rješavanju ovog problema.

O proračunu horizontalnog (prijenosnog, suvenirnog) sunčanog sata bit će riječi u jednom od sljedećih članaka na blogu.

pitaj poštujući rad autora da preuzme datoteku sa primjerom nakon pretplate na najave članaka!

Unesite Vašu e-mail adresu:

Povezani članci

Recenzije

30 komentara na "Zidni sunčani sat"

  1. Belmando 29 apr 2015 02:40
  2. Aleksandar 14. septembar 2015. 22:45
  3. Aleksandar Vorobjov 15. septembar 2015. 10:01
  4. Aleksandar 15. septembar 2015 16:08
  5. Alexander Vorobyov 15. septembar 2015. 20:24
  6. Alexander Vorobyov 15 Sep 2015 20:30
  7. Aleksandar 16. septembar 2015. 12:40
  8. Nikolaj 03 mart 2016 17:02
  9. Nikolaj 03 mart 2016 17:09
  10. Nikolaj 03 mart 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. mart 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. Alexander Vorobyov 25. avgust 2016. 19:17
  20. Sergej 30. jun 2017. 11:56
  21. Aleksandar Vorobjov 01. jul 2017. 14:53
  22. Alexander Vorobyov 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. Aleksandar Vorobjov 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, znajte 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 postavite ga u pravom smjeru. Sada se možete bezbedno pohvaliti prijateljima - niko nema takvu sitnicu!

Sunčani sat je postao jedan od prvih uređaja za računanje vremena, kada je osoba naučila da se kreće po sjeni objekata po sunčanom danu. Konstrukcija ovakvog hronometra zahtijeva određena astronomska i fizička znanja. Pokušajte sa svojom kćerkom ili sinom stvoriti sunčani sat vlastitim rukama - proces će vam se činiti ne samo fascinantnim, već i edukativnim 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 se pojavljuje pod različitim uglovima kadra.

Nakon pregleda klasifikacije, shvatit ćete da se sve vrste ne mogu napraviti ručno.

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

Nedostatak ovog tipa satova je što pokazuje tačno vrijeme samo u određenim godišnjim dobima. Na sjevernoj hemisferi to je period od proljeća do jesenje ravnodnevice, na južnoj je obrnuto.

Ovaj tip se postavlja paralelno sa ravnom linijom horizonta na način da kada se ukrste linije brojčanika i gnomona, dobije se linija koja je paralelna sa podnevnom.


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

Takav sunčani sat je teže napraviti vlastitim rukama nego prve 2 vrste. Prilikom postavljanja vertikalnog mjerača vremena, gnomon je paralelan s horizontom, striktno u smjeru geografskog juga za sjevernu hemisferu.


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

Postoje i manje poznate varijante sunčanih satova: polarni, konusni, cilindrični i sferni. Zbog izgledčešće su dekorativne nego praktične, te se koriste za ukrašavanje mjesta na kojem su postavljene. Na primjer, kuglični kronometri često nadopunjuju dizajn 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 svojoj bebi detaljno objasnite kako pomoću takvih satova saznati vrijeme, zašto su tako raspoređeni i po čemu se jedan tip razlikuje od drugog.

Prije svega, pokušajte vlastitim rukama dizajnirati ekvatorijalni sunčani sat - najlakši za izvođenje.

Ne morate izračunati broj podjela sata na brojčaniku i mjeru stepena svake od njih - možete pronaći mnogo šablona za okvir na Internetu.


  • Prije početka crtanja rasporeda, izračunajte dužinu stranica. Na slici vidite ugao α, koji se izračunava pomoću sljedeće formule: 90 stepeni minus mjera 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 je dužina stranica vašeg brojčanika.
  • Strana ovog rasporeda je predstavljena kao pravokutni trokut. Prema tome, znajući hipotenuzu (stranu C) i sve uglove trokuta, možemo izračunati preostale stranice koristeći sljedeće formule: stranica A jednaka je strani C puta sinusu ugla α, a stranica B je stranica C puta kosinus ugla α.

Prema primljenim podacima, vlastitim rukama nacrtajte raspored uređaja na listu potrebne veličine, izrežite ga i zalijepite. U ovom slučaju, bilo koji štap potrebnog promjera može poslužiti kao gnomon. Samo napravite rupu na traženom mjestu i postavite gnomon okomito na brojčanik.


Postavite sunčani sat na prozorsku dasku tako da gnomon pokazuje tačno na sjever. Smjer možete izračunati pomoću kompasa.

Horizontalni sunčani sat "uradi sam" čak je lakše napraviti od ekvatorijalnih. Odaberite tvrdi materijal kako biste kasnije olakšali crtanje brojčanika: plastiku, karton ili tanko drvo.

  • Napravite okrugli ili kvadratni brojčanik.
  • Napravite trouglasti gnomon. Prije početka rada izračunajte njegove parametre: jedan ugao treba biti jednak 90 stepeni, a drugi - 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. Svaki sat označite položaj sjene okvira na brojčaniku sata. Nakon što označite svih 12 točaka, nacrtajte brojčanik vlastitim rukama.


Nakon što naučite kako napraviti svoj vlastiti stoni sunčani sat, pokušajte napraviti džepni sunčani sat. Sljedeći video tutorijal će vam pomoći u tome.

Horizontalni sat možete povećati, ukrasiti i koristiti kao ukrasni element vašeg cvjetnjaka ili vrta. Na primjer, možete vlastitim rukama oblikovati gnomon i svaki broj na brojčaniku i obojiti ga tako da odgovara cvijeću koje raste okolo. Ili možete napraviti uređaj na temelju rezanja drvene pile - tada će najbolji ukras biti spaljivanje figurednih brojeva na drvu.


Uzmite, recite prijateljima!

Pročitajte i na našoj web stranici:

pokazati više

Plastične boce - posuda za tečnost. 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 u vašoj vikendici je lijep i originalan ukras, štoviše, koristan je. I ljetni stanovnici poslednjih godina sve češće pokušavaju napraviti nešto svijetlo i neobično na svom mjestu, što se može pripisati sličnom vrtnom kronometru.

Možete napraviti biranje od razni materijali, koji će se savršeno uklopiti u baštensko okruženje: prikladni su i bilo koji kamen - pješčenjak, obični ravni, granit, školjka, male (40X40 centimetara) betonske ploče.

Koristeći ove materijale, potrebno je napraviti ravnu površinu, a zatim na nju primijeniti vremensku skalu na bilo koji način.

Materijal za strelicu može biti komad lima ili plastike, pogodna je i šperploča ili drvo. Njihova strelica je napravljena u obliku trokuta sa pravim uglom, koji se nalazi u skladu sa geografskom širinom područja na kojem se nalazi vikendica. Strogo horizontalni raspored brojčanika je preduvjet za vrtni hronometar.

Kako "podesiti vrijeme" na sunčanom satu. Uradi sam

Potrebno je osigurati da ulični sat dacha radi tačno. 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 strelice 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 šta se brojčanik polako okreće i prati senka sa kazaljke sata - trebalo bi da se poklapa sa oznakom trinaest sati, u ovom položaju vremenska skala biti ostavljen sam. Naknadne oznake se vrše tokom dana prema očitanjima običnih (istih ručnih) satova. Na primjer, u 14-00 sjena će biti unutra određenom mestu- tu se stavlja oznaka "14". Zatim hvataju senku u 15-00 i označavaju "15" i tako dalje. Odnosno, trebate se fokusirati na sjenu sa kazaljke sunčanog sata i označiti svaki sat na vrtnom brojčaniku, dok gledate na ručni sat. Svaki sat u zemlji kronometar će imati različite veličine ugao. Između njih se mogu primijeniti srednje vrijednosti.

Izrada ekvatorijalnog sunčanog sata od kamena

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

Ekvatorijalni sat se radi ovako:

  • za brojčanik je prikladan ravni kamen veličine oko 40X40 centimetara, prvo ga morate prekriti 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) se postavlja na ravnu površinu - poslužit će panj ili niski kameni stup;
  • linija 12-00 na brojčaniku treba da se poklapa sa smjerom sjever-jug.

Strelica pomaže u jačanju trokutaste prizme, postavljene pod određenim kutom prema horizontu. Ovaj ugao se izračunava kao razlika između 90 stepeni i ugla geografske širine područja na kojem se nalazi vikendica. Latitude će pomoći u određivanju 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 stupnjeva - 48 stupnjeva \u003d 42 stupnja. Ovdje je pod uglom od 42 stepena postavljena prizma.

Slični postovi