Kameni sunčani sat. zidni sat

Pojava sunčanog sata vezuje se za trenutak kada je čovjek spoznao odnos između duljine i položaja sunčeve sjene od određenih objekata i položaja Sunca na nebu. Gnomon je bio najstariji instrument za određivanje vremena. Promjena duljine njegove sjene ukazivala je na vrijeme. Stvaranje takozvanih sjenovitih (zovemo ih sunčanih) sati pripisuje se Egipćanima, koji su ih izmislili u drugom tisućljeću pr. Bile su to obična drvena ploča s oznakama. Sat u sjeni, podijeljen na dvanaest dnevnih intervala, postao je prvi izum čovjeka, dizajniran za određivanje vremena. Na ovaj način, " Sunčani sat" je uređaj za određivanje vremena promjenom duljine sjene od gnomona i njezinim kretanjem duž brojčanika. Na ravnom kamenu (kadranu), omeđenom linijama, bio je pričvršćen mali štap (gnomon), - brojčanik, sjena od gnomona služila je kao kazaljka sata. Ali budući da su takvi satovi "radili" samo danju, noću ih je zamijenila clepsydra - kako su Grci zvali vodeni sat.

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

Najjednostavniji sunčani sat.

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

2 Kraljevi, 20. poglavlje

9. A Izaija reče: Evo vam znaka od Gospoda da će Gospodin ispuniti riječ koju je rekao: hoće li sjena ići deset koraka naprijed ili deset koraka natrag?

10 A Ezekija reče: "Lako je sjeni pomaknuti deset koraka naprijed; ne, neka se sjena vrati deset koraka.

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

Izaija, 38. poglavlje

8. Evo, vratit ću deset koraka natrag sunčanu sjenu, koja je prošla uz Achazovske stepenice. I vratilo se sunce deset koraka uz stepenice kojima se spustilo.

Biblijski stih spominje sunčani sat izgrađen u Jeruzalemu 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. PRIJE KRISTA e. Govori o sunčanom satu koji je mjerio vrijeme po dužini sjene i bio je pravokutna ploča s podjelama. Na jednom njegovom kraju pričvršćena je niska šipka s dugom horizontalnom šipkom, koja baca sjenu. Završetak ploče s letvom bio je usmjeren prema istoku, a sat dana je postavljen prema oznakama na pravokutnoj ploči, što je u starom Egiptu definirano kao 1/12 vremenskog intervala od izlaska do zalaska sunca. Poslijepodne je kraj ploče išao prema zapadu.


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

Pronađeni su i alati izrađeni po ovom principu. Jedan od njih potječe iz vladavine Tutmozisa III i datira iz 1479.-1425. PRIJE KRISTA e., drugi - iz Saisa, mlađi je 500 godina. Na kraju imaju samo šipku, bez vodoravne šipke, a tu je i utor za vodoravni položaj uređaja.



Sunčani sat iz vladavine Tutmozisa III. Ovi satovi se također trebali okretati u popodnevnim satima.

Druge dvije vrste staroegipatskih satova koje su mjerile vrijeme duljinom sjene bili su satovi u kojima je sjena padala na nagnutu ravninu ili stepenice. Bili su lišeni nedostatka sati s ravnom površinom: u jutarnjim i večernjim satima sjena je išla dalje od tanjura. Ove vrste satova kombinirane su u modelu od vapnenca u Egipatskom muzeju u Kairu, koji je nešto kasniji od sata Sais. Na jednoj strani modela nalaze se dvije nagnute ravnine sa stepenicama, od kojih je jedna bila orijentirana na istok, a druga na zapad. Do podneva sjena je padala na prvu ravninu, postupno se spuštajući stepenicama od vrha do dna, a poslijepodne - na drugu ravninu, postupno se dižući odozdo prema vrhu, u podne nije bilo sjene. S druge strane modela - dvije nagnute ravnine bez stepenica, ovaj tip satova djelovao je slično kao satovi sa stepenicama.



Konkretna izvedba sunčanog sata s nagnutom ravninom bio je prijenosni sat iz Kantare, izrađen oko 320. godine prije Krista. e. s jednom nagnutom ravninom, na kojoj su primijenjene podjele, i viskom. Avion je bio orijentiran prema Suncu.



Crtanje sata s nagnutom ravninom. Ovako je izgledao sat s Kantare.

Godine 2013. znanstvenici sa Sveučilišta u Baselu izvijestili su o otkriću 3300 godina starog sunčanog sata, vjerojatno okomitog, oslikanog na vapnenačkoj ostraci. Pronađeni su u Dolini kraljeva u blizini radničke nastambe između grobnica KV29 i KV61.

Sati - skafis.

Prema priči o Vitruviju, babilonskom astronomu Berosu, koji se naselio u VI. stoljeću. PRIJE KRISTA e. na otoku Kosu, upoznao je Grke s babilonskim sunčanim satom, koji je imao oblik sferne zdjele - tzv. scaphis. Ovaj sunčani sat usavršili su Anaksimandar i Anaksimen. Sredinom 18. stoljeća, tijekom iskapanja u Italiji, pronašli su upravo takav instrument kakav je opisao Vitruvije. Stari Grci i Rimljani, poput Egipćana, dijelili su vremenski interval od izlaska do zalaska sunca na 12 sati, pa je stoga njihov sat (kao mjera vremena) bio različite duljine ovisno o godišnjem dobu. Površina udubljenja u sunčanom satu i linije "satnih" na njima odabrane su tako da je kraj sjene šipke označavao sat. Kut pod kojim se siječe gornji dio kamena ovisi o geografskoj širini mjesta za koje je sat izrađen. Kasniji geometri i astronomi (Eudoks, Apolonije, Aristarh) osmislili su različite oblike sunčanih satova. Sačuvani su opisi takvih instrumenata koji po izgledu nose najčudnije nazive. Ponekad se gnomon koji je bacao sjenu nalazio paralelno sa zemljinom osi.

Iz Grčke je sunčani sat stigao u Rim. Godine 293. pr. e. Papirije Kursor naredio je izgradnju sunčanog sata u Kvirinalskom hramu, a 263. pr. e. drugi konzul, Valery Messala, donio je sunčani sat sa Sicilije. Raspoređeni za južniju geografsku širinu, netočno su pokazali sat. Za geografsku širinu Rima, prvi sati su raspoređeni oko 170. pr. e. Marcije Filip.

Skafis - sunčani sat starih ljudi. Na sferoidnoj udubini su postavljene satne linije. Sjenu je bacala vodoravna ili okomita šipka ili lopta u središtu instrumenta. Kut pod kojim se siječe gornji dio kamena ovisi o geografskoj širini mjesta za koje je sat izrađen. Stoga su takvi satovi izgrađeni na mjestu gdje su se trebali koristiti.

Horizontalni sunčani sat.

Horizontalni sunčani sat sastoji se od kadrana i gnomona. Okvir je postavljen paralelno s ravninom horizonta. Najčešće je gnomon trokut, okomito na ravninu okvir, a jedna njegova strana je nagnuta prema njemu pod kutom jednakim geografskoj širini mjesta na kojem je sat postavljen. Linija presjeka gnomona i okvira usmjerena je paralelno s podnevnom linijom - linijom po kojoj je sjena okomite šipke 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 građevina. 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 strogo prema jugu (geografski, a ne magnetski!) - na sjevernoj hemisferi, ili sjeverno - na južnoj hemisferi, drugim riječima - s okvirom okomitim na liniju podneva . Za takav usmjereni okvir, gnomon mora ležati u ravnini nebeskog meridijana, drugim riječima, biti okomit i na ravninu okvira i na ravninu horizonta, a jedna od njegovih strana mora biti paralelna sa zemljinom osi. .



Vertikalni sunčani sat.



Vertikalni sunčani sat na pročelju crkve Merafima Sarovskog u Pomoskoviju. Inaerman vapnenac, bakar, 100x50cm.



Vertikalni sunčani sat, 1623. Rekonstrukcija 1991. godine.

U Moskovski planetarij 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 donjem kraju. Svjetlosna rupa u obliku Sunca s krunom baca zečića na okomiti štit-brojčanik, na čijoj je površini primijenjen sustav datuma i sati. Ravnina sata orijentirana je u smjeru zapad-istok.



Od vrha do dna stalka nalazi se lepeza ravnih linija koje mjere sate i minute, a horizontalno - hrpa hiperbola, po kojima sjena 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 dosegne Tropik Raka, zeko hoda po donjem rubu koordinatne mreže. U dane proljetnog i jesenskog ekvinocija, Sunčev krug će prolaziti srednjom vodoravnom crtom, duž ekvatora. A zimi će zeko hodati po vrhu.

ekvatorski sati.

Ekvatorijalni sunčani sat također se sastoji od okvira (ravnine sa satnim podjelama) i gnomona. Satne podjele na okviru primjenjuju se u pravilnim razmacima, kao na brojčaniku običnog sata, a gnomon je obično metalna šipka postavljena na okvir okomito na njegovu površinu. Zatim se okvir orijentira u horizontalnoj ravnini tako da je ravna 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 južna hemisfera i naginje se u odnosu na ravninu horizonta, odnosno prema sjeveru ili prema jugu pod kutom α=90°-φ, gdje je φ geografska širina mjesta na kojem je postavljen sunčani sat. Okvir će biti paralelan s nebeskim ekvatorom (otuda naziv ove vrste sunčanih satova), a budući da se nebeska sfera ravnomjerno rotira tijekom dana, sjena od gnomona za bilo koji sat u danu opisivat će jednake kutove (dakle, podjele sata provode se na isti način kao i na brojčaniku redovnih sati).



Dijagram ekvatorijalnog sunčanog sata. Nazivaju se i kosi.





Jednaki kutni razmaci (t=15°) između susjednih satnih podjela, kao na brojčaniku običnih satova, te okomitost gnomona na okvir glavne su prednosti ekvatorijalnih sunčanih satova u odnosu na horizontalne i vertikalne. Glavni nedostatak ekvatorijalnih sunčanih satova je u tome što će, za razliku od horizontalnih, raditi samo od dana proljetnog ekvinocija do dana jesenskog ekvinocija (na sjevernoj hemisferi proljetni ekvinocij je u ožujku, jesenski ekvinocij u rujnu , u Južna polutka proljetni ekvinocij - u rujnu, jesenski - u ožujku). U ostatku godine neće raditi, budući da će Sunce biti s druge strane ravnine nebeskog ekvatora, a cijela gornja površina okvira bit će u sjeni. Naravno, ovaj nedostatak se može otkloniti izradom okvira u obliku ploče, nanošenjem satnih podjela i na gornju i donju plohu, te nastavljanjem gnomona ispod ploče, ali čak i tada, u danima bliskim danu proljetni ili jesenski ekvinocij, sunčani sat neće raditi - Sunce će sjati na tanjur 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 smjer prema 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 uvelike je pojednostavljen: umjesto uočavanja mjesta kraja sjene na složenim krivuljama, postalo je dovoljno uočiti smjeru sjene. Ako je iglica smještena u smjeru zemljine osi, tada njena sjena leži u ravnini satnog kruga sunca, a kut između ove ravnine i ravnine meridijana je satni kut Sunca ili pravo vrijeme . Ostaje samo pronaći sjecište uzastopnih ravnina s površinom "brojčanika" sata. Najčešće je to bila ravnina okomita na iglu, odnosno paralelna s nebeskim ekvatorom (ekvatorski, odnosno ekvinocijski sati); na njemu se smjer sjene mijenja za 15° svaki sat. Za sve ostale položaje ravnine brojčanika kutovi formirani na njemu smjerom sjene s podnevnom linijom ne rastu jednoliko.

Gnomonika se bavila sastavljanjem pravila za pronalaženje različitih položaja sjene na tim površinama. Sunčani sat, kao što je već spomenuto, ne daje prosječno, već pravo solarno vrijeme. Jedan od posebnih zadataka gnomonike bio je iscrtati krivulju na brojčaniku sunčanog sata koja bi označavala "srednje" podne u različito doba godine. U srednjovjekovne Europe bavio se gnomonikom: Apian, Albrecht Dürer, Kircher. Živio početkom 16. stoljeća. Münster je prepoznat kao "otac gnomonike".

U Kini tijekom Zhou ere ekvatorijalni sunčani sat korišten je u obliku kamenog diska, postavljenog paralelno s nebeskim ekvatorom i probijajući ga u središte šipke, postavljenog paralelno sa zemljinom osi. U doba Qinga, Kina je napravila prijenosni sunčani sat s kompasom: ili ekvatorijalni - opet sa šipkom u središtu diska postavljenom paralelno s nebeskim ekvatorom, ili horizontalni - s navojem u ulozi gnomona iznad vodoravnog brojčanika .



U drevnim ruskim ljetopisima često se označavao sat nekog događaja, što je sugeriralo da su se u to vrijeme u Rusiji već koristili određeni instrumenti ili predmeti za mjerenje vremena, barem tijekom dana. Černigovski umjetnik Georgy Petrash skrenuo je pozornost na uzorke u osvjetljenju niša sjeverozapadnog tornja katedrale Preobraženja u Černigovu od sunca, te na čudan uzorak ("meandre") iznad njih. Na temelju detaljnijeg proučavanja istih sugerirao je da je toranj sunčani sat u kojemu je sat dana određen osvjetljenjem odgovarajuće niše, a meandri služe za određivanje petominutnog intervala. Slične značajke zabilježene su i u drugim hramovima Černigova, a zaključeno je da sunčani sat u Drevna Rusija korišteni već u 11. stoljeću.

Za vrijeme vladavine Ane Ioannovne, 23. kolovoza 1739. godine, izdan je dekret Senata, prema kojem su postavljeni drveni obeliski miljokazi na putu od Sankt Peterburga do Peterhofa, 1744. godine izdat je dekret o cesti iz St. u Carsko Selo. Umjesto miljokaza-obeliska naknadno su postavljene "mramorne piramide" s ukrasima prema djelima Antonija Rinaldija. Neki od njih imali su sunčani sat, a putnik je s njih mogao očitati udaljenost i vrijeme. „Mramorne piramide“ sa sunčanim satovima sačuvane su na sljedećim mjestima: u Sankt Peterburgu na uglu nasipa rijeke Fontanke i Moskovskog prospekta (na milje od zgrade pošte) i u Puškinu kod Orlovskih vrata, smještenih na br. južna granica Katarininskog parka. Na "mramornoj piramidi" na Oryolskim vratima naznačen je datum postavljanja - 1775.



U iščekivanju ljeta, sunca, ljetne sezone, vrtlarstva i svega toga, želim vam ponuditi upute korak po korak kako napraviti vodoravni sunčani sat na svojoj web stranici. Doznati vrijeme po njima ponekad je čak i praktičnije nego po njima mobitel(jer telefon nije uvijek s 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 orijentiramo ovaj štap paralelno s osi rotacije Zemlje (kako to učiniti - vidi odlomke 1, 2, 3 u nastavku), uređaj će biti točniji. Kao gnomon će stati bilo koji plosnati štap, veličine poput drške s lopate (možete koristiti i samu ručku ako vam leži nepotreban).

Nalazimo 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 12-13 sati okrenite prema suncu) i potražite mjesto na mjestu s najslobodnijim (od krovova, drveća itd. ) južna polovica neba.

Točke 1 i 2 posvećene su pronalaženju točnog smjera prema sjeveru. Da, za to se može koristiti i kompas, ali moramo imati na umu da magnetska deklinacija (odnosno odstupanje očitanja kompasa od stvarnog smjera prema geografskom sjeveru) kod nas može doseći 10, 20 ili više stupnjeva. Osim toga, možete uhvatiti lokalnu magnetsku anomaliju. Stoga je metoda određivanja sjevera po suncu točnija i pouzdanija.

1. Do pravog podneva (solarni vrhunac, pogrešno se naziva i "zenit"), pripremamo odvojak (na primjer, objesimo kamenčić/komad željeza na uže i pazimo da sve to ne bude visi na vjetru) i vodoravna platforma 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 prije toga vrijeme sinkronizirati s internetom, na primjer, korištenjem usluge time.is, ili korištenjem android aplikacije ClockSync) označavamo smjer sunčeve sjene visak, na primjer, koristeći nekoliko kamenčića koje postavljamo uz sjenu. Ovo je točan smjer sjever-jug (smjer meridijana).

3. Izračunavamo tangentu kuta na horizontalu, ispod koje bi trebao stajati gnomon (to jest, naš štap). Da biste to učinili, saznajte geografsku širinu mjesta, unesite ga u kalkulator i pritisnite tan. Na primjer, ako je zemljopisna širina 56 stupnjeva, tada tan(56) = 1,483.

Pomnožimo ovaj broj, na primjer, s pola metra (50 cm), dobijemo 74 cm. Zabodemo štap u zemlju, u smjeru strogo prema sjeveru (saznali smo to u zadnjem odlomku po visku ) sa ovog mjesta stavljamo 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 (duljina ovog viska u našem primjeru = 74 cm) . Umjesto viska možete "pucati" okom, ali to neće ići tako precizno. I u tom položaju počinjemo voziti u štapu, s vremena na vrijeme provjeravajući / podešavajući tako da prelazi preko našeg kamenčića od "pola metra" na zadanoj visini. Čim se štap čvrsto drži, možemo si čestitati - najvažniji dio posla je završen: naš gnomon smo orijentirali paralelno sa Zemljinom osi. I, usput, u isto vrijeme dobrom preciznošću pokazuje na Sjevernjaču (možete provjeriti noću, "pucati" okom duž štapa).

4 i 5. Sljedeće pozicije satnih oznaka napravljenih timerom. Treba napomenuti da iako brojka pokazuje 12 sati za oznaku podneva, zapravo će građansko vrijeme za to biti drugačije. Kako 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 podne, označite preostale satne oznake.

Oznake sata mogu biti bilo što: možete voziti tablice s brojevima, možete ih položiti kamenjem.

Izračunavanje vremena pravog podneva

Navest ću točno što se događa u vrijeme pravog podneva:
* sunce je točno na jugu (za naše sjeverne geografske širine);
* horizontalne sjene od vertikalnih objekata padaju točno na sjever;
* sunce je na najvišoj točki svog dnevnog puta;
* ovaj trenutak je, s dobrom točnošću, sredina između izlaska i zalaska sunca tog dana.

Svaki meridijan ima svoj trenutak pravog podneva. Dakle, recimo, u usporedbi sa centrom Moskve, pravo podne na istoku grada događa se otprilike 1 minutu ranije, a na zapadu - minutu kasnije. Ovo je godišnji podnevni grafikon za središte Moskve (za vremensku zonu UTC+3, u kojoj se Moskva stalno nalazi od listopada 2014.):

To jest, na meridijanu Moskve možete jednostavno koristiti ovaj grafikon. Grafikon će na vašem mjestu ispasti potpuno isti oblik, samo ga treba pomaknuti duž okomite osi za (D–37,6) / 15 sati, gdje je D vaša geografska dužina. Na primjer, uzmimo Perm, njegova zemljopisna dužina je 56,2 stupnja, zamjenjujemo ga u formulu: (56,2–37,6)/15 = 1,24 sata = 1 sat 14,5 minuta. Odnosno, u Permu se pravo podne događa 01:14,5 m ranije nego u Moskvi, a prema moskovskom vremenu, 01:14,5 m se mora oduzeti od gornjeg rasporeda. Na primjer, za 22. svibnja dobivamo 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 usporedbu sa sljedećom metodom.

Druga metoda je pronaći svoje mjesto na web stranici o vremenu na kojoj su navedena vremena izlaska i zalaska sunca. Na primjer, za slučaj Perma, otvorimo Yandex vremensku stranicu 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 . 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 njegovoj upotrebi i sam program), a on daje vrijeme podne za Perm = 13:11:45.

Bilješke

1. Gornji grafikon za Moskvu posljedica je takozvane jednadžbe vremena – razlike između srednjeg sunčevog i pravog sunčevog vremena. Treba napomenuti da će se očitanja vašeg sunčanog sata mijenjati istom amplitudom kao na ovom grafikonu. Odnosno do plus ili minus četvrt sata tijekom godine. No, ako bolje pogledate, možete vidjeti da u nama najzanimljivijem ljetnom vremenu fluktuacije nisu tako velike, te se uklapaju u plus-minus 5-6 minuta. Ponekad, kada žele dobiti minutnu točnost, posebno se sastavlja raspored korekcija za sunčani sat tijekom godine.

Iz ovog grafikona, na primjer, može se vidjeti da ako ste svoj sunčani sat označili sredinom lipnja, onda će do sredine rujna biti 5 minuta brži.

2. Zašto jednostavno ne upotrijebite okomiti štap? Zašto se mučiti s njegovim nagibom i paralelnošću sa Zemljinom osi rotacije? Činjenica je da će sat napravljen s okomitom palicom prije ili kasnije pokazati osjetno pogrešno vrijeme. Dakle, sat napravljen za okomiti štap u lipnju će ležati u rujnu 1 sat ujutro i navečer. Pročitajte više sunčani sat-ru.livejournal.com/2337.html

3. Ako želite, možete odmah izračunati brojčanik za svoje područje koristeći, recimo, program Shadows shadowspro.com, uzeti kutove iz ovog izračuna i odmah ih izmjeriti na tlu, umjesto da trčite cijeli dan i označavate sunčevu sjenu .

Zaključno, kao ilustraciju, dat ću jedan od svojih satova, napravljen "od sjekire".

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

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

1. Ako želite napraviti sunčani sat za stan, prijenosni za uspomenu, možda sa svojim sinom, onda mi se čini najbolje rješenje – horizontalno brojčanik sata.

Ne preporučam raditi sklona brojčanik - takvi satovi (ekvatorijalni) su manje praktični i glomazniji.

2. Ako planirate napraviti sunčani sat u seoskoj kući, u privatnoj kući, u poduzeću, u naselju, onda je najbolje rješenje, po mom mišljenju okomito brojčanik sata. Ova opcija je jasnija, ne zahtijeva posebno namjensko mjesto, može biti puno jeftinija za proizvodnju i zaštićenija od vandala.

Ovaj sat bi mogao biti vaš. posjetnica, ako ih postavite na kapiju, zid ili čak krov. Riječ je o izračunu takvih sati o čemu će biti riječi dalje.

Prikazani izračun u Excelu može se izvesti i u programu Calc iz paketi Apache OpenOffice ili libreoffice.

Izračun u Excelu okomitog sunčanog sata.

Sva daljnja frazeologija točna je samo za sjevernu hemisferu!

Izračunati sunčani sat pokazat će normalno LOKALNO VRIJEME!

Zid (površinu) za postavljanje sata treba odabrati južni, jugoistok ili jugozapad, budući da sjeverni zid u srednjim geografskim širinama gotovo nije osvijetljen suncem. Moguće je, ako je potrebno, montirati montažnu površinu brojčanika pod estetskim i pogodnim za gledanje kutom na južni kut zgrade ili stup vrata. Pravi izbor mjesta za postavljanje bit će potaknuta vašom maštom i zdravim razumom - mjesto ne smije biti zaklonjeno drvećem i susjednim zgradama (ako je moguće).

Primjer proračuna koji se razmatra izveden je za grad Omsk (Rusija) kako bi se na jugoistočni zid zgrade ugradio sat, okrenut prema istoku pod kutom od δ=24°.

Početni podaci:

1. Konstanta - kut nagiba ekvatora prema ekliptici ε unesite u stupnjevima

do ćelije D3: 23,433

2. Vremenska zona (GMT) vašeg mjesta N saznajte, primjerice, putem Google tražilice i uđite u naš program za izračun

u D4: 6

Da biste odredili sljedeća tri početna podatka, preporučujem korištenje besplatnog prekrasnog programa Google Zemlja!

Preuzmite i instalirajte program na svoje računalo, pronađite svoju kuću i odabrani zid, povećajte područje karte i ispišite na papir. Mreža paralela i meridijana koja se nalazi na karti omogućit će vam da odredite koordinate mjesta postavljanja sunčanog sata s točnošću od sekunde, a kutomjerom možete jednostavno izmjeriti kut odabranog zida δ (vidi sliku iznad).

U praksi je to najtočniji, najjeftiniji i najlakši način određivanja početnih podataka, iako postoji još nekoliko metoda koje zahtijevaju mjerenja na terenu.

3. Geografska širina mjesta na kojem je sat postavljen φ pisati u stupnjevima

u D5: 55,061

4. Vrijednost geografske dužine λ unesite u stupnjevima

u D6: 73,282

5. Zidni kut zgrade δ pisati u stupnjevima

u D7: 24,000

6. Duljina baze gnomona (element sata koji baca sjenu 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 duljinu baze gnomona, usredotočujući se na duljinu njegove sjene u podne (pogledajte bilješku za ćeliju B8 u programu).

U bilješkama u ćelijiB3… BDano je 8 važnih preporuka! Svakako ih pogledajte!!!

Rezultati izračuna:

7. Kut ugradnje baze Gnomona α izračunato u stupnjevima

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 kuta ugradnje baze gnomona data su u bilješci za ćelijuB10.

8. Kut visine gnomona β definirano u stupnjevima

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 PRIJE KRISTA izračunato u milimetrima

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

PRIJE KRISTA = AB * tg(β )

10. Duljina radnog lica gnomona AC u milimetrima nalazimo po Pitagorinom teoremu

u D13: =(D8^2+D12^2)^0,5 =323

AC =(AB 2 + PRIJE KRISTA 2 ) 0,5

Duljina radnog ruba može biti korisna ako odlučite napraviti gnomon u obliku nagnute šipke.

11. Duljina sjene AE u milimetrima u astronomsko podne 20. ... 21. lipnja, izračunavamo

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

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

12. Duljina sjene AE u milimetrima u astronomsko podne 21. ... 22. prosinca, smatramo

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

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

Duljine sjena izračunate su tako da odgovaraju i prilagođavaju veličine gnomona i brojčanika.

13. Kut pomoćnog dizajna χ definirano u stupnjevima

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

χ =arctg (tg (α )/grijeh (β ))

14. Korekcija zemljopisne dužine Δ λ izračunato u stupnjevima

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

Δ λ = N *15-λ

15. Kut koji definira satnu crtu na brojčaniku za 3 sata γ 3 u stupnjevima, 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

Kut koji definira satnu crtu na brojčaniku za 4 sata γ 4 u stupnjevima, 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 tablice nalazimo trenutak u vremenu kada je vrijednost kuta γ i mijenja znak. U našem primjeru, to se događa između 13:00 i 14:00 sati u astronomsko podne. Odaberite sve gore u tablici negativne vrijednosti veće od -90° i niz tablicu, sve pozitivne vrijednosti su manje od 90°. Ovo područje je istaknuto crvenom bojom na snimci zaslona Excel izračuna (vidi gore). Ovo su radni kutovi γ i od 6 do 17 sati, koji se može koristiti za izradu brojčanika.

Pravila za brojanje satnih kutovaγ i dane su u bilješci spojenim ćelijamaB10... B36. Imajte na umu da su ova pravila suprotna pravilu za brojanje kuta α !

Izračun 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 putanje i nagiba Zemljine osi prema ravnini gibanja (ekliptici), prividno kretanje Sunca duž nebeska sfera neravnomjeran! To znači da sunčani sat u različitim razdobljima godine ili ide naprijed ili zaostaje.

Na slici ispod prikazan je graf jednadžbe vremena, koji prikazuje karakteristične točke.


Četiri zelene točke pokazuju datume kada je sunčani sat apsolutno točan - to su ~14. travnja, 14. lipnja, 2. rujna i 24. prosinca.

Četiri žute točke su dani ekvinocija (~20. ožujka i ~22. rujna) i solsticija (~21. lipnja i ~21. prosinca).

Dvije crvene točkice označavaju dane najveće pogreške sunčanog sata. Oko ~11.veljače, sunčani sat je ~14 minuta iza normalnog sata, a ~2. studenog ~16 minuta ispred uobičajenog sata.

Saznati točno vrijeme, na primjer, 1. kolovoza, trebali biste dodati 6 minuta očitanjima sunčanog sata u skladu s rasporedom.

Skrećem vam pozornost na činjenicu da od 20. ožujka do 20. rujna (tj. ljeti) pogreška u očitanjima sunčanog sata ne prelazi ± 7 minuta. Mislim da će takva točnost mnogima odgovarati i da će potreba za primjenom korekcija prema grafikonu vremenske jednadžbe biti nepotrebna.

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

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

pitati poštujući rad autora za preuzimanje datoteke s primjerom nakon što ste se pretplatili na objave članaka!

Upiši svoj email:

Povezani članci

Recenzije

30 komentara na "Zidni sunčani sat"

  1. Belmando 29 tra 2015 02:40
  2. Aleksandar 14. rujna 2015. 22:45
  3. Aleksandar Vorobjov 15. rujna 2015. 10:01
  4. Aleksandar 15. rujna 2015. 16:08
  5. Aleksandar Vorobjov 15. rujna 2015. 20:24
  6. Aleksandar Vorobjov 15. rujna 2015. 20:30
  7. Aleksandar 16. rujna 2015. 12:40
  8. Nikolaj 03. ožujka 2016. 17:02
  9. Nikolaj 03. ožujka 2016. 17:09
  10. Nikolaj 03. ožujka 2016. 17:13
  11. Nikolaj 03. ožujka 2016. 17:15
  12. Aleksandar Vorobjov 3. ožujka 2016. 19:57
  13. Nikolaj 04. ožujka 2016. 10:42
  14. Nikolaj 04. ožujka 2016. 10:49
  15. Nikolaj 04. ožujka 2016. 11:23
  16. Aleksandar Vorobjov 05. ožujka 2016. 15:43
  17. Andrej 10. kolovoza 2016. 13:13
  18. Konstantin 25 kolovoza 2016 13:07
  19. Aleksandar Vorobjov 25. kolovoza 2016. 19:17
  20. Sergej 30. lipnja 2017. 11:56
  21. Aleksandar Vorobjov 01. srpnja 2017. 14:53
  22. Aleksandar Vorobjov 25. srpnja 2017. 19:53
  23. Sergej 14. kolovoza 2017. 17:45
  24. Aleksandar Vorobjov 14. kolovoza 2017. 19:04
  25. Anatolij 30. listopada 2017. 05:38
  26. Aleksandar Vorobjov 30. listopada 2017. 18:19
  27. Petar 01. studenog 2017. 13:24
  28. Aleksandar Vorobjov 01. studenog 2017. 20:22
  29. Petar 02. studenog 2017. 02:05
  30. Aleksandar Vorobjov 02. studenog 2017. 19:06

Ako ste ljubitelj nevjerojatnih stvari, znate uzgojiti 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 pravi smjer. Sada se možete slobodno pohvaliti prijateljima - nitko nema takvu sitnicu!

Sunčani sat postao je jedan od prvih uređaja za računanje vremena, kada je osoba naučila navigirati po sjeni objekata po sunčanom danu. Konstrukcija takvog kronometra zahtijeva određena astronomska i fizička znanja. Pokušajte stvoriti sunčani sat vlastitim rukama sa svojom kćeri ili sinom - 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 pojavljuje se pod različitim kutovima kadra.

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

Ovaj sat je dobio ime po linijama ugradnje dijelova. U pravilu se okvir postavlja pod kutom zemljopisne širine u kojoj se uređaj nalazi. U ovom slučaju ispada da je ravnina okvira paralelna sa zemljinim ekvatorom, a linija gnomona paralelna sa zemljinom osi.

Nedostatak ovog tipa satova je što pokazuje točno vrijeme samo tijekom određenih godišnjih doba. Na sjevernoj hemisferi to je razdoblje od proljetnog do jesenskog ekvinocija, na južnoj je obrnuto.

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


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

Takav sunčani sat teže je napraviti vlastitim rukama od prve 2 vrste. Tijekom instalacije vertikalnog mjerača vremena, gnomon je paralelan s horizontom, strogo u smjeru zemljopisnog juga za sjevernu hemisferu.


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

Postoje i manje poznate varijante sunčanih satova: polarni, stožasti, cilindrični i sferni. Zbog izgledčešće su dekorativne nego praktične, a služe za ukrašavanje mjesta na kojem su postavljene. Na primjer, kuglični kronometri često nadopunjuju dizajn dječjih spavaćih soba - nemaju oštre kutove, pa su stoga uređaji sigurni za djecu.

Sunčani sat: majstorska klasa

Pokušajte s djetetom izraditi vlastiti 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 stupnja svake od njih - na Internetu možete pronaći mnoge predloške za okvir.


  • Prije početka crtanja izgleda izračunajte duljinu stranica. Na slici vidite kut α, koji se izračunava pomoću sljedeće formule: 90 stupnjeva minus mjera stupnja geografske širine na kojoj se nalazite. Sukladno tome, suprotni kut bit će jednak: 90 stupnjeva minus vrijednost kuta α.
  • Odaberite proizvoljnu vrijednost za stranu C - ovo je duljina stranica vašeg brojčanika.
  • Strana ovog rasporeda je predstavljena kao pravokutni trokut. Stoga, poznavajući hipotenuzu (stranu C) i sve kutove trokuta, možemo izračunati preostale stranice koristeći sljedeće formule: stranica A jednaka je strani C puta sinusu kuta α, a stranica B je stranica C puta kosinus kuta α.

Prema primljenim podacima, vlastitim rukama nacrtajte izgled 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 točno na sjever. Smjer možete izračunati pomoću kompasa.

Horizontalni sunčani sat vlastitim rukama još je lakše izraditi od ekvatorijalnih. Odaberite tvrdi materijal kako biste kasnije olakšali crtanje brojčanika: plastiku, karton ili tanko drvo.

  • Napravite okrugli ili kvadratni brojčanik.
  • Napravite trokutasti gnomon. Prije početka rada izračunajte njegove parametre: jedan kut trebao bi biti jednak 90 stupnjeva, a drugi - geografska širina na kojoj se sat nalazi.
  • Stavite gnomon u središte brojčanika.
  • Postavite sat na prozorsku dasku tako da donji krajnji kut gnomona bude okrenut točno 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 vlastiti stolni sunčani sat, pokušajte napraviti džepni sunčani sat. Sljedeći video tutorial će vam pomoći u tome.

Horizontalni sat možete povećati, ukrasiti i koristiti kao ukrasni element vašeg cvjetnjaka ili vrta. Na primjer, možete vlastitim rukama isklesati gnomon i svaki broj na brojčaniku i obojiti ih tako da odgovaraju cvjetovima koji rastu uokolo. Ili možete napraviti uređaj na temelju rezanja drvene pile - tada će najbolji ukras biti spaljivanje figuriranih brojeva na drvu.


Uzmi, reci prijateljima!

Pročitajte i na našoj web stranici:

Prikaži više

Plastične boce - posuda za tekućinu. 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 učinkovite načine aplikacije plastične boce to će vas zanimati.

Sunčani sat u vašoj ljetnoj kućici je lijep i originalan ukras, štoviše, također je koristan. I ljetni stanovnici u posljednjih godina sve češće pokušavaju napraviti nešto svijetlo i neobično na svom mjestu, što se može pripisati sličnom vrtnom kronometru.

Možete napraviti brojčanik od razni materijali, koji će se savršeno uklopiti u vrtno 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 kositra ili plastike, prikladna je i šperploča ili drvo. Njihova je strelica izrađena u obliku trokuta s pravim kutom, koji se nalazi u skladu sa zemljopisnom širinom područja na kojem se nalazi vikendica. Strogo horizontalni raspored brojčanika preduvjet je za vrtni kronometar.

Kako "podesiti vrijeme" na sunčanom satu. Uradi sam

Potrebno je osigurati da ulični sat dacha radi točno. Da biste to učinili, morate pronaći točku u blizini Sjevernjače, čiji je kut nagiba jednak zemljopisnoj širini područja na kojem se nalazi seoska vikendica. Na primjer, za Moskvu će ovaj kut biti jednak 48 stupnjeva. Radno područje strelice uličnog kronometra usmjereno je na ovu točku.

Oznaka trinaest sati trebala bi biti na sjevernoj strani kazaljke. Zgodno je pronaći mjesto ove oznake točno u 13-00, za što se kotačić polako okreće i prati sjena kazaljke sata - trebala bi se podudarati s oznakom trinaest sati, u tom položaju vremenska skala bi trebala ostati sam. Naknadne oznake se vrše tijekom dana prema očitanjima običnih (istih ručnih) satova. Na primjer, u 14-00 sjena će biti unutra određeno mjesto- tamo se stavlja oznaka "14". Zatim hvataju sjenu u 15-00 i označavaju "15" i tako dalje. Odnosno, trebate se usredotočiti na sjenu s ruke sunčanog sata i označiti svaki sat na vrtnom brojčaniku, dok gledate na svoj ručni sat. Svaki sat u zemlji kronometar će imati različite veličine kut. 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 imaju značajan nedostatak - rade samo u ljetnim mjesecima. Ali za ljetne stanovnike koji ne žive na mjestu tijekom cijele godine, to ne igra ulogu.

Ekvatorijalni sat radi se 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 crte (promjera) su povučene paralelno s bazom, podjele su označene od 0 do 24;
  • šipka od 10 centimetara postavlja se u središte kruga - u unaprijed napravljenu rupu;
  • brojčanik (kamen) se postavlja na ravnu površinu - panj ili niski kameni stup će biti dovoljan;
  • linija 12-00 na brojčaniku trebala bi se podudarati sa smjerom sjever-jug.

Strelica pomaže u jačanju trokutaste prizme, postavljene pod određenim kutom prema horizontu. Ovaj kut se izračunava kao razlika između 90 stupnjeva i kuta geografske širine područja na kojem se nalazi vikendica. Latitude će vam pomoći odrediti geografska karta ili mjerenje visine Sjevernjače. Na primjer, kut za ugradnju prizme na mjesto koje se nalazi u Moskvi izračunava se na sljedeći način: 90 stupnjeva - 48 stupnjeva \u003d 42 stupnja. Ovdje je pod kutom od 42 stupnja postavljena prizma.

Slični postovi