Εργαστήριο κατασκευής ηλιακού ρολογιού
Το ΣΔΕ Σύρου πριν χρόνια δημιούργησε στην πλατεία Ευρώπης το μοναδικό ηλιακό ρολόι της Ερμούπολης.
Από τις συζητήσεις μεταξύ των μαθητών και καθηγητών διαπιστώθηκε το ενδιαφέρον να μάθουν πως λειτουργεί.
Στο πλαίσιο διαθεματικής προσέγγισης αριθμητικού γραμματισμού και φυσικών επιστημών οργανώθηκε εργαστήριο κατασκευής μακέτας ηλιακού ρολογιού.
Παρακάτω παρατίθενται οι οδηγίες που δόθηκαν στους συμμετέχοντες για την κατασκευή.
ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΙΑΚΟΥ ΡΟΛΟΓΙΟΥ
Ένα ηλιακό ρολόι μπορεί να μας δείξει την ώρα (παρόμοια με αυτή που μας δείχνουν τα ρολόγια μας) μέσω της σκιάς ενός αντικειμένου (ονομάζεται γνώμονας) που έχουμε τοποθετήσει σε κατάλληλη θέση.
Προσοχή, για να λειτουργεί το ηλιακό ρολόι θα πρέπει να φαίνεται ο ήλιος
Αυτά που θα πρέπει να θυμόμαστε είναι ότι:
α) ο άξονας της Γης είναι κεκλιμένος ως προς το επίπεδο περιφοράς της Γης γύρω από τον ήλιο. Tο αποτέλεσμά αυτού του γεγονότος είναι ότι έχουμε τις ευδιάκριτες εναλλαγές των εποχών.
β) η τροχιά της Γης γύρω από τον ήλιο είναι σχεδόν κυκλική, αλλά όχι εντελώς. Έτσι ενώ ο χρόνος που μετράμε στη Γη (με τα ρολόγια μας) κυλάει σταθερά, αντίθετα ο ηλιακός χρόνος (αν υποθέσουμε ότι υπάρχει τέτοιος χρόνος) έχει μικρές διακυμάνσεις – άλλοτε πηγαίνει λίγο πιο γρήγορα και άλλοτε λίγο πιο αργά σε σχέση με τα ρολόγια μας.
γ) Η ώρα που μεσουρανεί ο ήλιος (βρίσκεται στο πιο ψηλό σημείο, το μεσημέρι) εξαρτάται από το γεωγραφικό μήκος του τόπου σε συνάρτηση με τη ζώνη ώρας που ανήκει ο τόπος αυτός.
δ) Η μέγιστη κλίση των ακτίνων του ήλιου (σε επίπεδο έδαφος) συμβαίνει το μεσημέρι που ο ήλιος μεσουρανεί και εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος του τόπου που αναφερόμαστε και από τη μέρα του έτους.
ε) Υπάρχουν διάφοροι τύποι ηλιακών ρολογιών. Αυτό που θα φτιάξουμε είναι τo λεγόμενο ισημερινού τύπου (equatorial type).
Το πλεονέκτημα αυτού του τύπου ηλιακού ρολογιού είναι η ευκολία κατασκευής.
Το μειονέκτημά του (μικρό) είναι ότι θα πρέπει να διορθώνουμε την ώρα που δείχνει η σκιά του γνώμονα.
Διαβάστε παρακάτω οδηγίες για την κατασκευή ενός ηλιακού ρολογιού ισημερινού τύπου.
ΗΛΙΑΚΟ ΡΟΛΟΙ (ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ).
ΒΗΜΑ 1. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΠΟΥ ΘΑ ΔΕΙΧΝΕΙ ΤΗΝ ΩΡΑ
ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΕΙΑΣΤΕΙΤΕ:
– ΕΝΑ ΧΑΡΤΟΝΙ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ 30×50 ΕΚΑΤΟΣΤΑ.
– ΕΝΑ ΜΕΓΑΛΟ ΔΙΑΒΗΤΗ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΑ
– ΜΟΛΥΒΙ ΓΙΑ ΝΑ ΓΡΑΨΕΤΕ ΤΙΣ ΩΡΕΣ
ΕΦΑΡΜΟΓΗ: ΘΑ ΧΡΕΙΑΣΤΕΙ ΝΑ ΦΤΙΑΞΕΤΕ ΤΟΥΣ ΠΑΡΑΚΑΤΩ ΚΥΚΛΟΥΣ ΣΕ ΚΑΘΕ ΟΨΗ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ (ΒΟΡΙΑ ΚΑΙ ΝΟΤΙΑ).
ΣΗΜΕΊΩΣΗ: ΤΑ ΧΡΩΜΑΤΙΣΤΑ ΟΡΘΟΓΩΝΙΑ (ΜΠΛΕ, ΚΟΚΚΙΝΟ, ΚΙΤΡΙΝΟ ΚΑΙ ΠΡΑΣΙΝΟ) ΕΙΝΑΙ ΓΙΑ ΝΑ ΣΑΣ ΒΟΗΘΗΣΟΥΝ ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ.
ΠΡΟΣΟΧΗ: ΟΙ ΚΥΚΛΟΙ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΔΥΟ ΟΨΕΙΣ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΧΟΥΝ ΤΟ ΙΔΙΟ ΚΕΝΤΡΟ!!!
ΒΗΜΑ 2. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΓΝΩΜΟΝΑ
ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Ο ΓΝΩΜΟΝΑΣ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΑΥΤΌ ΤΟΥ ΟΠΟΙΟΥ Η ΣΚΙΑ ΘΑ ΔΕΙΧΝΕΙ ΤΗΝ ΩΡΑ.
ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΕΙΑΣΤΕΙΤΕ:
– ΕΝΑ ΞΥΛΑΚΙ ΜΗΚΟΥΣ 28 ΕΚΑΤΟΣΤΩΝ ΚΑΙ ΝΑ ΤΟ ΣΤΕΡΕΩΣΕΤΕ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΟ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ.
ΕΦΑΡΜΟΓΗ: ΑΦΟΥ ΕΧΕΤΕ ΚΑΝΕΙ ΤΗΝ ΤΡΥΠΑ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΟ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΠΕΡΝΑΤΕ ΤΟ ΞΥΛΑΚΙ ΑΦΗΝΩΝΤΑΣ ΙΣΑ ΠΕΡΙΘΩΡΙΑ ΑΠΟ ΤΙΣ ΔΥΟ ΟΨΕΙΣ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ. ΕΠΕΙΤΑ ΤΟ ΣΤΗΡΙΖΕΤΕ ΚΑΛΑ ΣΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΩΣΤΕ ΝΑ ΜΗΝ ΚΟΥΝΑΕΙ ΚΑΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΑΚΡΙΒΩΣ ΚΑΘΕΤΑ ΣΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ.
ΓΙΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΝΑ ΒΑΛΕΤΕ ΚΑΤΙ ΣΤΗΝ ΑΚΡΗ ΤΟΥ ΩΣΤΕ ΝΑ ΜΗΝ ΧΤΥΠΗΣΕΙ ΚΑΝΕΙΣ ΣΟΒΑΡΑ ΕΠΕΙΔΗ ΕΙΝΑΙ ΜΥΤΕΡΟ.
ΒΗΜΑ 3. ΚΑΤΑΣΚΕΥΣΗ ΒΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ
ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΕΙΑΣΤΕΙΤΕ:
– ΕΝΑ ΚΟΜΜΑΤΙ ΚΟΝΤΡΑ ΠΛΑΚΕ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ 30×50 ΕΚΑΤΟΣΤΩΝ.
ΒΗΜΑ 4. ΣΤΗΡΙΞΗ ΤΟΥ ΠΛΑΣΙΟΥ ΠΟΥ ΔΕΙΧΝΕΙ ΤΗΝ ΩΡΑ ΠΑΝΩ ΣΤΗ ΒΑΣΗ
ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΕΙΑΣΤΕΙΤΕ:
– ΔΥΟ ΧΑΡΤΟΝΙΑ ΣΕ ΣΧΗΜΑ ΟΡΘΟΓΩΝΙΟΥ ΤΡΙΓΩΝΟΥ ΠΑΧΟΥΣ 1.8 ΕΚΑΤΟΣΤΩΝ ΚΑΙ ΥΨΟΥΣ 1.4 ΕΚΑΤΟΣΤΩΝ.
ΠΡΟΣΟΧΗ: Η ΚΛΙΣΗ (ΓΩΝΙΑ ΤΗΣ ΒΑΣΗΣ) ΤΟΥ ΟΡΘΟΓΩΝΙΟΥ ΤΡΙΓΩΝΟΥ ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΙΣΟΥΤΑΙ ΜΕ:
ΚΛΙΣΗ = 90-φ ΟΠΟΥ φ=37Ο ΤΟ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΠΛΑΤΟΣ (ΣΕ ΜΟΙΡΕΣ) ΤΗΣ ΣΥΡΟΥ
ΒΗΜΑ 5. ΣΤΗΡΙΞΗ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΣΤΑ ΟΡΘΟΓΩΝΙΑ ΤΡΙΓΩΝΑ
ΕΦΑΡΜΟΓΗ: ΤΟΠΟΘΕΤΕΙΤΕ ΤΑ ΟΡΘΟΓΩΝΙΑ ΤΡΙΓΩΝΑ ΣΕ ΑΝΤΙΔΙΑΜΕΤΡΙΚΑ ΣΗΜΕΙΑ (ΒΛΕΠΕΤΕ ΕΙΚΟΝΕΣ ΠΑΡΑΚΑΤΩ) ΩΣΤΕ ΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΠΟΥ ΘΑ ΔΕΙΧΝΕΙ ΤΗΝ ΩΡΑ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟ ΜΕ ΤΗ ΒΑΣΗ).
ΒΗΜΑ 6. ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΡΟΛΟΓΙΟΥ
ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΡΟΛΟΙ ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΕΝΟ ΜΕ ΤΟ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΒΟΡΡΑ ΚΑΙ ΤΟ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΝΟΤΟ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ.
ΟΤΑΝ ΜΕΣΟΥΡΑΝΕΙ Ο ΗΛΙΟΣ ΤΟΤΕ Η ΣΚΙΑ ΕΝΟΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ (ΚΑΘΕΤΟΥ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΤΟΥ ΟΡΙΖΟΝΤΑ) ΔΕΙΧΝΕΙ ΑΚΡΙΒΩΣ ΒΟΡΡΑ-ΝΟΤΟ. ΤΗ ΣΤΙΓΜΗ ΕΚΕΙΝΗ ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΕΤΕ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΑΣ ΡΟΛΟΙ ΜΕ ΤΕΤΟΙΟ ΤΡΟΠΟ ΩΣΤΕ Η ΣΚΙΑ ΤΟΥ ΓΝΩΜΟΝΑ ΝΑ ΔΕΙΧΝΕΙ ΣΤΟ 12 ΤΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΣΑΣ ΡΟΛΟΓΙΟΥ.
ΗΛΙΑΚΟ ΡΟΛΟΙ – ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ
ΑΠΟ ΤΗ ΣΤΙΓΜΗ ΠΟΥ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΡΟΛΟΙ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΤΕΙ ΜΕ ΤΟ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΒΟΡΡΑ (Ή ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΝΟΤΟ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ) ΔΕΝ ΧΡΕΙΑΖΕΤΑΙ ΝΑ ΜΕΤΑΚΙΝΗΘΕΙ.
ΠΡΟΣΟΧΗ
ΟΙ ΩΡΕΣ ΠΟΥ ΔΙΑΒΑΖΕΤΕ ΣΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΡΟΛΟΙ ΑΦΟΡΟΥΝ ΤΗΝ ΧΕΙΜΕΡΙΝΗ ΩΡΑ. ΟΤΑΝ ΑΛΛΑΖΕΙ Η ΩΡΑ ΚΑΙ ΓΙΝΕΤΑΙ ΘΕΡΙΝΗ, ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΠΡΟΣΘΕΤΕΤΕ ΜΙΑ ΩΡΑ.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ: ΟΤΑΝ ΙΣΧΥΕΙ Η ΘΕΡΙΝΗ ΩΡΑ ΚΑΙ Η ΣΚΙΑ ΔΕΙΧΝΕΙ ΣΤΙΣ 11, ΤΟΤΕ ΕΜΕΙΣ ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΠΡΟΣΘΕΣΟΥΜΕ ΜΙΑ ΩΡΑ, ΔΗΛΑΔΗ ΝΑ ΠΟΥΜΕ ΟΤΙ Η ΩΡΑ ΕΙΝΑΙ 12.
ΕΠΙΣΗΣ, Η ΤΡΟΧΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΟΝ ΗΛΙΟ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΑΠΟΛΥΤΑ ΚΥΚΛΙΚΗ (ΛΕΓΕΤΑΙ ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΗ), ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΣΤΗΝ ΩΡΑ ΠΟΥ ΔΕΙΧΝΕΙ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΡΟΛΟΙ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΩΡΑ ΠΟΥ ΔΕΙΧΝΟΥΝ ΤΑ ΡΟΛΟΓΙΑ ΜΑΣ.
ΓΙ’ ΑΥΤΟ ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ ΚΑΠΟΙΕΣ ΔΙΟΡΘΩΣΕΙΣ
