مرحبا بالجميع! أوجه انتباهكم إلى مسلية الحرف، مصنوعة بيديك من مواد مرتجلة. من ناحية ، إنها مجرد لعبة وتذكار ، ومن ناحية أخرى ، إنها أمر خطير يتطلب بعض المعرفة والمهارات في مجالات علمية مثل علم الفلك والجغرافيا والرياضيات والفيزياء. سنتحدث عن جهاز قديم لتحديد الوقت - الساعة الشمسية ، والتي ربما سمع عنها الجميع ، حتى رأى البعض ، ربما حتى شخص ما. أعتقد أنه ليست هناك حاجة لوصف تفصيلي لمبدأ التشغيل وتصميم الساعات الثابتة ، فكل شيء موصوف بتفصيل كبير على الإنترنت ، وسأركز فقط على بعض التفاصيل والميزات.
لبناء هذا التصميم ، نحتاج إلى:
1. الرقائقي 3 رقائق 4 مم
2. البوصلة بسهم جاف
3. صفائح نحاسية بسماكة 1 مم.
4. الأسلاك النحاسية ø 0.8-1mm.
مجموعة الأدوات كما يلي:
1. Hacksaw
2. سكين حاد جدا
3. بانوراما عادية (وليس الكهربائية)
4. أداة الرسم (البوصلة ، المنقلة ، المسطرة ، إلخ.)
5. مقص للمعادن
6. لحام الحديد
7. مجموعة من الملفات
8. مجفف شعر البناء
9. ورق الصنفرة بمختلف أحجام الحبوب
10. إذا رغبت في ذلك ، جهاز للحرق
من عنوان المقالة ، أصبح من الواضح بالفعل أن هذا الجهاز متحرك ، أي محمول ، والذي يحتاج إلى توجيه نسبة إلى إحداثيات الأرض لتحديد الوقت ، أي: يجب أن يتزامن خط منتصف النهار مع اتجاه خط الزوال. لهذا ، تم تثبيت البوصلة في التصميم. بالمناسبة ، ستظهر هذه الساعة بشكل صحيح الوقت فقط في المنطقة التي تم استخدام إحداثياتها في الحسابات. يحدد خط الطول للمكان زاوية ميل gnomon (عقارب الساعة) وتقسيم الوقت للكادران (الميناء) ، وخط العرض مهم لتصحيح التوقيت المحلي للمنطقة الزمنية (التوقيت المدني).
تتكون ساعاتنا من العناصر التالية:
1 بوصلة. للحصول على اتجاه أكثر دقة للاتجاه الشمالي ، تستخدم الساعة بوصلة سهم عادية معدلة قليلاً. يتألف التحسين من حقيقة أن بطاقة البوصلة يتم لصقها مباشرة على السهم ، وليس فقط لصقها ، ولكن مع تصحيح الانحراف المغناطيسي (بالنسبة لمنطقتنا هذه هي 11 درجة ، والتي يمكن أن تعطي خطأ حوالي ساعة)
في البداية ، قمت بفصل البوصلة إلى مكوناتها:
لقد أحببت رسم البطاقة التي تم تنزيلها للتو من الإنترنت ، وطباعتها بالحجم الصحيح على ورق الصور ولصقها على السهم مع مراعاة الانحراف المغناطيسي ، حيث كان هناك بالفعل تخرج على البطاقة
مع الموازنة ، كان علي أن العبث بالرمل في الجانب الخلفي.
ووظيفة أخرى لبطاقة البوصلة ، بالإضافة إلى الإشارة إلى الاتجاه إلى الشمال ، تعمل كمستوى لضبط مستوى الساعة في وضع أفقي. بالطبع ، سيكون من الأفضل إنشاء مستوى فقاعة إضافي ، ولكن لعدم وجوده ، قررت أن وضع الأفقية على البطاقة سيكون كافيًا لعبة تذكارية ، لن يقوم أحد بفحص الدقات عليها.
2 كادران (قرص) تختلف الساعة الأفقية عن الساعة الاستوائية من حيث أن الزوايا بين علامات الساعة غير متساوية. بالنسبة للساعة الشمسية الأفقية ، يمكن وضع علامة على الإطار بثلاث طرق:
- الطريقة الأولى الأسهل ، ولكن غير الدقيق ، تحتاج فقط إلى ضبط الساعة ، وتوجيهها بدقة ، ثم وضع علامة على الإطار كل ساعة وبالتالي وضع علامة على الميناء بالكامل. من الأفضل القيام بذلك في الأيام التي يكون فيها تصحيح معادلة الوقت قريبًا من الصفر (انظر "أناليما"). وسيتم عرض هذه الساعات بالفعل في وقت مدني ، مع مراعاة التعديل في خط الطول.
- الطريقة الثانية - وضع العلامات باستخدام الإنشاءات الهندسية ، وهي تحتاج إلى قلم رصاص ومنقلة وبوصلة.
نرسم خطين متعامدين بشكل متبادل ونشير إلى النقطة A.
الذي نرسم منه خط التيار المتردد بحيث تكون زاوية CAB مساوية لخط عرض منطقتنا.
من النقطة B ارسم عموديًا على الخط AC ودل على النقطة D
بعد ذلك ، من النقطة B ارسم دائرة نصف قطرها BD إلى التقاطع مع الخط AB ، وحدد النقطة O. الآن باستخدام هذه النقطة كمركز ، ارسم دائرة نصف قطر OB ، وقم بتقسيمها إلى قطاعات 15 درجة ، وتمتد كل شعاع إلى خط BC. ستحدد نقاط تقاطع الأشعة مع الخط علامات ساعاتنا.
بتوصيل هذه النقاط بالنقطة A ، نحصل على نصف الميناء ، أو بالأحرى ربعه ، حيث أن خطوط الساعة من 6 إلى 12 متناظرة مع الخطوط من 12 إلى 18 بالنسبة إلى المحور AB ، والعلامات من 18 إلى 6 ساعات (دعنا نطلق عليها الليل) متناظرة مع النهار.
- حسنا ، أخيرا ، الطريقة الثالثة هي المثلثية أو المحسوبة. نحدد زوايا الخطوط الزمنية بالصيغة: tan α = sin φ x tan t
حيث α هي زاوية الساعة على الإطار
φ- خط عرض المكان
ر- الفترة الزمنية المعبر عنها بالدرجة (من حساب 1h-15 °)
على سبيل المثال ، بالنسبة لحالتي ، فإن الزاوية بين خطي 11 و 12 ساعة هي sin57 ° x tg15 ° = 0.8386x0.2679 = 0.2247 ، وهو ما يتوافق مع 12.6 ° ، ولهذا السبب ، أكرر مرة أخرى ، يتم تعديل بطاقة البوصلة وفقًا لحجم الانحراف المغناطيسي ( 11 درجة).
خطوط نصف ساعة وربع ساعة بسيطة للغاية لتمييزها بقسمة قسم الساعة.
لذا ، بإحدى طريقتين أخريين ، تميزنا بالكادران. سيوضح لنا الترميز الناتج متوسط الوقت المحلي ، والذي يختلف عن الوقت القياسي (المدني) بمقدار يعتمد على خط طول مكان المراقبة.
كما تعلم ، يأتي العد التنازلي من جرينتش ميريديان (GMT) ، ثم بعد 15 درجة تتغير المناطق الزمنية. بالنسبة إلى توقيت موسكو (MSK) ، المنطقة الزمنية هي GMT +3 ، ولكن هذا أيضًا نسبيًا للتوقيت الشمسي الحقيقي ، على سبيل المثال ، الفرق بين الوقت الحقيقي والتوقيت القياسي في موسكو هو 29 دقيقة و 40 ثانية. هذا يعني أنه عندما تغلب الدقات في الميدان الأحمر منتصف الليل ، فإن منتصف الليل الحقيقي في الوقت المشمس لن يأتي إلا في غضون نصف ساعة. في منطقتي ، الفرق هو 31 دقيقة ، لذلك يتم تغيير الأقسام بنصف ساعة. إليك كيف تبدو على المنتج النهائي:
3 Gnomon (السهم) ، بحكم التعريف ، يجب أن تكون قابلة للطي. كانت المهمة هي تحمل زاوية خط العرض ورأسية مستوى التثبيت. يمكنك بالطبع وضعه على جانبه ، ولكن في هذه الحالة كانت الأبعاد صغيرة ويبدو أن التماثيل تضيع على متن الساعة ، لذلك تقرر رفع هذا الجزء. في هذه الحالة ، يمكن زيادة كل من الطول إلى النسب المطلوبة ، ويتم الحفاظ على العمودية ضمن الحدود المقبولة (تكون لعبة gnomon في حدود 1 °) ، ويتم تعيين زاوية خط العرض عن طريق طحن كعب gnomon ، والذي لا يتغير لاحقًا.
التفاصيل مصنوعة من نحاس 1 مم. يرجع اختيار المواد إلى حقيقة أنها يجب أن تكون غير مغناطيسية حتى لا تخدع البوصلة ، وتناسب نفسها مع اللحام الناعم.
4 أناليما (اليوناني ألفا ، "الأساس ، الأساس") هو منحنى يربط سلسلة من المواضع المتتالية للنجم المركزي لنظام كوكبي (في حالتنا ، الشمس) في ثبات أحد كواكب هذا النظام في نفس الوقت خلال العام (ويكيبيديا).
بمعنى آخر ، يوضح هذا المنحنى مقدار ساعاتنا في عجلة من أمرها أو متأخرة مقارنةً بمتوسط الوقت. على سبيل المثال ، في أكتوبر ، تكون الشمس في أوجها قبل 16 دقيقة ، وفي 14 فبراير بعد الظهر في متوسط الوقت السنوي. ترتبط هذه الظاهرة باهتزاز المدار وميل محور الأرض. لن نتطرق إلى التفاصيل ، فمن المهم بالنسبة لنا معرفة عدد الدقائق التي تحتاج فيها إلى الجمع أو الاستغناء عن قراءات الساعة الشمسية في اليوم من أجل تحديد الوقت بدقة نسبية. للقيام بذلك ، سنضع هذا التمايل الجميل على السطح الداخلي للغطاء.
الآن نجمع كل ما سبق معًا.
سنقسم جهازنا بشكل مشروط إلى جزأين - المزولة الفعلية والغطاء (لدينا جيب واحد ، لذلك سيبدوان مثل علبة سجائر). من لوح من الخشب الرقائقي قطعنا خمسة مستطيلات بحجم 100x120 ملم.
لقطع العمل ، قطع الزوايا 15 مم. على كل جانب ، كما يتبين من تفاصيل الغلاف:
لتثبيت التماثيل والبوصلة ، نقطع ثقوبًا في الفراغات الكادرية على الجانب الخلفي والركيزة التي تليها. نقوم بتعميق Gnomon بحيث يكون محور دورانها في مستوى الكادران ، مما يقطع طبقة واحدة من الخشب الرقائقي (يزيد قليلاً عن 1 مم).
نقوم بغراء الأجزاء ، ثم ، كما هو الحال في النكتة ، نعالج بعناية مع ملف ، ولتكون أكثر دقة ، يتم لصق الأجزاء النهائية بقشرة من نفس الخشب الرقائقي ومعالجتها باستخدام ورق الصنفرة. المفصلات التي تربط الغطاء بالجسم مصنوعة من الأسلاك النحاسية ويتم لصقها بالإيبوكسي.
حسنًا ، نحن منخرطون في الديكور بحيث لا تبدو حرفتنا مثل صندوق خشب رقائقي بسيط ، على الغطاء نلصق رسمًا منمقًا للشمس
ولإعطاء نظرة قديمة سنقوم بمعالجة المنتج بمجفف شعر. ونتيجة لذلك ، نحصل على مثل هذه اللعبة للكبار.
الخلاصة يبدو لي أن مثل هذه الهدية للمراهق هي أكثر إثارة للاهتمام ومفيدة من أي أداة حديثة تم شراؤها في متجر (وكل ذلك حتى لا تفاجأ). على الأقل هذا الشيء يجعل الدماغ يعمل ، ولكن إذا استيقظ الفضول لمعرفة المزيد في العلوم ، فسيكون رائعًا.
لكن كيف تستخدم الساعة: