Sveiki visiem! Es vēršu jūsu uzmanību uz izklaidējošu amatniecība, kas izgatavots ar savām rokām no improvizētiem materiāliem. No vienas puses, tā ir tikai rotaļlieta, suvenīrs, un, no otras puses, tā ir nopietna lieta, kurai ir vajadzīgas zināmas zināšanas un prasmes tādās zinātnes jomās kā astronomija, ģeogrāfija, matemātika un fizika. Mēs runāsim par seno ierīci laika noteikšanai - saules pulksteni, par kuru visi droši vien dzirdējuši, daži pat redzējuši, kāds varbūt pat darījis. Es domāju, ka nav nepieciešams sīki aprakstīt darbības principu un stacionāro pulksteņu dizainu, viss ir ļoti detalizēti aprakstīts internetā, es koncentrēšos tikai uz dažām detaļām un funkcijām.
Lai izveidotu šo dizainu, mums ir nepieciešams:
1. Saplāksnis 3-kārtu 4 mm
2. Kompass ar sausu bultu
3. Misiņa loksne 1 mm bieza.
4. Vara stieple ø 0,8-1mm.
Instrumentu komplekts ir šāds:
1. Hacksaw
2. Ļoti ass nazis
3. finierzāģis ir parasts (nav elektrisks)
4. Zīmēšanas instruments (kompass, translators, lineāls utt.)
5. Metāla šķēres
6. Lodāmurs
7. Failu komplekts
8. Celtniecības matu žāvētājs
9. Dažāda lieluma smilšpapīrs
10. Ja vēlaties, apdedzināšanas aparāts
No raksta nosaukuma jau kļūst skaidrs, ka šī ierīce ir mobila, tas ir, pārnēsājama, kurai ir jābūt orientētai attiecībā pret Zemes koordinātām, lai noteiktu laiku, proti: pulksteņa vidējās līnijas rindai jāsakrīt ar meridiāna virzienu. Šim nolūkam dizainā tika uzstādīts kompass. Starp citu, šis pulkstenis pareizi parādīs laiku tikai tajā apgabalā, kura koordinātas tika izmantotas aprēķinos. Vietas garums nosaka gnomona (pulksteņa rokas) slīpuma leņķi un kadrana (iezvanes) laika dalījumu, un platums ir svarīgs vietējā laika korekcijai laika joslā (civilā laiks).
Mūsu pulksteņi sastāv no šādiem elementiem:
1 kompass. Lai precīzāk orientētu ziemeļu virzienu, pulkstenis izmanto nedaudz modificētu parasto bultu kompasu. Pilnveidojums sastāv no tā, ka kompasa karte tiek pielīmēta tieši uz bultiņas, nevis tikai pielīmēta, bet tiek koriģēta ar magnētisko deklināciju (mūsu apgabalam tas ir 11 °, kas var radīt aptuveni stundas kļūdu)
Lai sāktu, es kompasu sadalīju tā komponentos:
Man patika, ka no interneta tikko lejupielādētās kartes zīmējums ir izdrukāts pareizajā izmērā uz fotopapīra un ielīmēts uz bultiņas, ņemot vērā magnētisko deklināciju, jo uz kartes jau bija gradācija
Līdz ar balansēšanu man nācās ķerties pie muguras slīpēšanas.
Un vēl viena šādas kompasa kartes funkcija papildus virziena norādīšanai uz ziemeļiem darbojas kā līmenis pulksteņa plaknes iestatīšanai horizontālā stāvoklī. Protams, labāk būtu izveidot papildu burbuļa līmeni, bet tā trūkuma dēļ es izlēmu, ka ar horizontāluma iestatīšanu kartē pietiks suvenīru rotaļlietai, neviens nepārbaudīs uz tām zvanus.
2 kadrāni (ciparnīca) horizontālais pulkstenis atšķiras no ekvatoriskā ar to, ka leņķi starp stundu marķieriem ir nevienmērīgi. Horizontālajiem saules pulksteņiem rāmi var marķēt trīs veidos:
- Pirmais veids vienkāršākais, bet nav precīzs, jums vienkārši jāiestata pulkstenis, stingri to orientējot, un pēc tam katru stundu uz rāmja jāizdara atzīme un tādējādi jāatzīmē viss disks. Labāk to darīt dienās, kad laika vienādojuma korekcija ir tuvu nullei (sk. "Analema"). Un šādas stundas tiks rādītas jau noteiktajā civilā laikā, ņemot vērā grozījumu pēc garuma.
- Otrais ceļš - marķēšana, izmantojot ģeometriskas konstrukcijas, tai ir nepieciešams zīmulis, transportieris un kompass.
Mēs uzzīmējam divas savstarpēji perpendikulāras līnijas un atzīmējam punktu A.
No kuras mēs zīmējam maiņstrāvas līniju tā, lai CAB leņķis būtu vienāds ar mūsu apgabala platumu.
No punkta B uzzīmējiet perpendikulu līnijai AC un apzīmējiet ar punktu D
Tālāk no punkta B uzzīmējiet apļa rādiusu BD līdz krustojumam ar līniju AB un atzīmējiet punktu O. Tagad, izmantojot šo punktu kā centru, uzzīmējiet apļa rādiusu OB un sadaliet to 15 ° sektoros, katru stiepli pagarinot līdz BC līnijai. Staru un līnijas krustošanās punkti noteiks mūsu pulksteņu stundu marķējumu.
Savienojot šos punktus ar punktu A, mēs iegūstam pusi no skalas vai drīzāk tā ceturtdaļas, jo stundu līnijas no 6 līdz 12 ir simetriskas pret līnijām no 12 līdz 18 attiecībā pret asi AB, un atzīmes no 18 līdz 6 stundām (sauksim tās par nakti) ir simetriskas dienas laikā.
- Visbeidzot, trešā metode ir trigonometriska vai aprēķināta. Laika līniju leņķus mēs nosakām ar formulu: tan α = sin φ x tan t
Kur α ir rāmja pulksteņa leņķis
φ- vietas platums
t - laika posms, izteikts pakāpes mērījumā (no 1h-15 ° aprēķina)
Piemēram, manā gadījumā leņķis starp 11 un 12 stundu līnijām būs sin57 ° x tg15 ° = 0,8386x0.2679 = 0,2247, kas atbilst 12,6 °, tāpēc, es atkārtoju vēlreiz, kompasa karte tiek pielāgota magnētiskās deklinācijas lielumam ( 11 °).
Pusstundas un ceturtdaļas stundu līnijas ir diezgan vienkārši izcelt, dalot stundu daļu.
Tātad, vienā no pēdējiem diviem veidiem, kad mēs iezīmējām kadranu. Iegūtais uzcenojums parādīs vidējo vietējo laiku, kas no standarta (civilā) laika atšķiras par summu, kas ir atkarīga no novērošanas vietas garuma.
Kā jūs zināt, atpakaļskaitīšana nāk no Griničas meridiāna (GMT), un pēc tam 15 ° laika joslas mainās. Maskavas laikam (MSK) laika josla ir GMT +3, bet tas attiecas arī uz patieso saules laiku, piemēram, starpība starp patieso un standarta laiku Maskavā ir 29 minūtes 40 sekundes. Tas nozīmē, ka tad, kad skaņas Sarkanajā laukumā pārspēs pusnakti, īstā pusnakts saulainajā laikā pienāks tikai pēc pusstundas. Manā apgabalā starpība ir 31 minūte, tāpēc dalījums tiek pārbīdīts par pusstundu. Lūk, kā tas izskatās uz galaprodukta:
3 Gnomons (bultiņa) pēc definīcijas ir saliekams. Uzdevums bija izturēt platuma leņķi un uzstādīšanas plaknes vertikāli. Jūs, protams, varat to vienkārši nolikt uz sāniem, taču šajā gadījumā izmēri bija mazi un likās, ka gnomons pazūd pulksteņa plaknē, tāpēc tika nolemts šo daļu pacelt. Šajā gadījumā gan garumu var palielināt līdz vēlamajām proporcijām, gan vertikāli noturēt pieļaujamās robežās (gnomona spēle ir 1 ° robežās), un vietas platuma leņķis tiek iestatīts, slīpējot gnomona papēdi, kas vēlāk nemainās.
Detaļas ir izgatavotas no 1mm misiņa. Materiāla izvēle ir saistīta ar faktu, ka tam jābūt nemagnētiskam, lai nemaldinātu kompasu, un to labi padod lodēšana ar mīkstiem lodiem.
4 analemma (Grieķu ανάλημμα, “bāze, pamats”) ir līkne, kas savieno planētu sistēmas (mūsu gadījumā Saules) centrālās zvaigznes secīgu pozīciju virkni vienas no šīs sistēmas planētu stāvā vienā un tajā pašā dienas laikā gada laikā (Wikipedia).
Citiem vārdiem sakot, šī līkne parāda, cik lielā mērā mūsu pulksteņi steidzas vai atpaliek no vidējā laika. Piemēram, oktobrī saule atrodas zenītā par 16 minūtēm agrāk, bet februārī - 14 minūtes pēc pusdienlaika. Šī parādība ir saistīta ar orbītas eliptiskumu un Zemes ass slīpumu. Neiedziļināsimies detaļās, mums ir svarīgi zināt, cik minūšu kurā dienā jums jāpievieno vai jāatskaita no mūsu saules pulksteņu rādījumiem, lai salīdzinoši precīzi noteiktu laiku. Lai to izdarītu, mēs novietosim šo skaisto ķeksīti uz vāka iekšējās virsmas.
Tagad mēs apkopojam visu iepriekš minēto.
Mēs nosacīti sadalīsim savu ierīci divās daļās - faktiskajā saules pulkstenī un vākā (mums ir viena kabata, tāpēc tie izskatīsies kā cigarešu korpuss). No saplākšņa loksnes mēs izgriezām piecus taisnstūrus ar izmēru 100x120 mm.
Sagatavām nogrieziet 15 mm stūrus. katrā pusē, kā redzams uz vāka detaļām:
Lai uzstādītu gnomonu un kompasu, mēs izgriezām caurumus kadrāna sagatavēs aizmugurē un substrātā, kas tam seko. Mēs padziļinām Gnomon tā, lai tā griešanās ass atrastos kadrāna plaknē, nogriežot vienu saplākšņa slāni (tas ir nedaudz vairāk par 1 mm.).
Mēs līmējam detaļas, pēc tam, tāpat kā jokā, uzmanīgi apstrādājiet failu, un, precīzāk sakot, gala daļas tiek līmētas ar finieri no tā paša finiera un apstrādātas ar smilšpapīru. Eņģes, kas savieno apvalku ar ķermeni, ir izgatavotas no vara stieples un pielīmētas ar epoksīdu.
Tad mēs nodarbojamies ar dekorēšanu, lai mūsu amatniecība neizskatītos pēc vienkāršas saplākšņa kastes, uz vāka mēs uzlīmējam stilizētu Saules zīmējumu
Un, lai iegūtu veco izskatu, mēs apstrādājam produktu ar fēnu. Rezultātā mēs iegūstam tieši tādu rotaļlietu pieaugušajiem.
Secinājums Man šķiet, ka šāda dāvana pusaudzim ir daudz interesantāka un noderīgāka par jebkuru veikalā nopirktu jaunmodīgu sīkrīku (vēl jo vairāk tāpēc jūs nebrīnīsities). Vismaz šī lieta smadzenēm liek darboties, bet, ja pamodīsies zinātkāre uzzināt vairāk zinātnēs, tas būs vienkārši brīnišķīgi.
Bet kā izmantot pulksteni: