Zbuduj zegar słoneczny z patyka i odczytuj godzinę
Pionowy patyk i kilka kamieni zamieniają się w zegar słoneczny: w pierwszy słoneczny dzień zaznaczasz zegarkiem koniec cienia o każdej pełnej godzinie. W kolejnych dniach odczytujesz godzinę z cienia. To świetny pomysł na wspólną zabawę z dziećmi i przydatna rzecz w obozie, gdy bateria się wyczerpie. Zaznaczone punkty pozostają jednak prawidłowe tylko przez kilka dni do kilku tygodni, bo droga słońca się przesuwa – i oczywiście tylko wtedy, gdy świeci słońce.
- Ustawienie 10 minut, potem co godzinę minuta na zaznaczenie w słoneczny dzień
Wyjaśnione prosto
Z patyka i kilku kamieni możesz zbudować własny zegar – zegar słoneczny. Wbijasz patyk prosto w ziemię. Słońce rzuca cień, a w ciągu dnia ten cień wędruje wokół patyka jak wskazówka zegara.
Pierwszego dnia potrzebujesz jeszcze prawdziwego zegarka. Za każdym razem, gdy jest pełna godzina, kładziesz kamień dokładnie na końcu cienia i zapisujesz obok na piasku liczbę. Do wieczora masz łuk z kamieni. Następnego dnia patrzysz tylko, gdzie jest cień – i wiesz mniej więcej, która jest godzina.
Ale zegar słoneczny nie jest dobry na zawsze. Słońce każdego dnia przebiega po niebie odrobinę inaczej, więc po pewnym czasie trzeba ułożyć kamienie na nowo. Przy chmurach nie pokazuje nic. I pamiętaj: patrzysz zawsze tylko na cień, nigdy w słońce.
Jak to działa
Słońce w ciągu dnia równomiernie wędruje po niebie, a cień pionowego patyka obraca się razem z nim. Na półkuli północnej wskazuje rano z grubsza zachód, w południe północ, a wieczorem z grubsza wschód – porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Rano i wieczorem jest długi, w południe najkrótszy. Na półkuli południowej porusza się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, a najkrótszy cień wskazuje południe.
Jeśli jednego dnia zaznaczysz zegarkiem, gdzie leży koniec cienia o każdej pełnej godzinie, masz skalę godzinową na ten dzień. Ponieważ w następnych dniach słońce idzie niemal tą samą drogą, skala jeszcze przez jakiś czas pasuje. Twój zegar słoneczny pokazuje czas z twojego zegarka, a nie czas słoneczny – bo skalibrowałeś go zegarkiem.
Na co naprawdę zwrócić uwagę
Miejsce musi być równe i nasłonecznione przez cały dzień. Drzewo, które po południu rzuca cień, psuje godziny popołudniowe. Patyk musi stać mocno i pionowo – sznurek z kamieniem wisi dokładnie pionowo i pomaga go ustawić. Jeśli patyk się chwieje, przesuwają się razem z nim wszystkie oznaczenia.
Kamienie kładź dokładnie na końcu cienia, nie obok, i oznacz je: cyfrą na piasku, rysą na kamieniu albo ustaloną liczbą małych gałązek. Między dwoma oznaczeniami szacujesz minuty. Nie oczekuj więcej niż przybliżonej godziny.
Oznaczenia się przesuwają, ponieważ latem słońce wędruje wyżej i dalej na północ niż zimą. Około marca i września dzieje się to szybciej, około czerwca i grudnia wolniej. Jeśli masz jeszcze zegarek, porównuj co kilka dni i przesuwaj kamienie. Przy zmianie czasu wszystkie oznaczenia nagle są przesunięte o godzinę.
Z dziećmi
Zegar słoneczny to wspaniały projekt na dzień na obozie lub w ogrodzie. Dzieci co godzinę kładą swój kamień, malują cyfry na otoczakach i widzą, jak cień rano jest długi, w południe się skraca, a wieczorem znów rośnie. Przy okazji uczą się, że najkrótsza kreska wskazuje północ (na półkuli południowej – południe).
Zadbaj, żeby patyk był u góry stępiony albo miał nakładkę, żeby nikt nie patrzył w słońce i żeby każdy co jakiś czas schodził w cień, pił i nosił czapkę. Koło południa słońce jest najsilniejsze.
Ograniczenia
Zegar słoneczny z patyka pokazuje tylko przybliżony czas i tylko dopóki świeci słońce. Do wszystkiego, gdzie czas naprawdę ma znaczenie – leki, miejsce spotkania, godzina powrotu z wyprawy – potrzebny jest prawdziwy zegarek. Zegar słoneczny bez żadnego zegarka, opisywany w poradnikach przetrwania, liczy wschód słońca jako godzinę 6 rano, a zachód jako 18 i jest jeszcze mniej dokładny.
Krok po kroku
Wybierz słoneczne, płaskie miejsce
Znajdź miejsce, które ma słońce przez jak największą część dnia i jest płaskie – łąkę, kawałek piasku lub wolny plac w obozie. W ciągu dnia nie mogą go zacieniać drzewa, skały ani namioty. Powinno leżeć z dala od ścieżek, żeby nikt nie rozkopał kamieni.
- 1
Wybierz słoneczne, płaskie miejsce
Znajdź miejsce, które ma słońce przez jak największą część dnia i jest płaskie – łąkę, kawałek piasku lub wolny plac w obozie. W ciągu dnia nie mogą go zacieniać drzewa, skały ani namioty. Powinno leżeć z dala od ścieżek, żeby nikt nie rozkopał kamieni.
- 2
Ustaw patyk pionowo
Wbij patyk mocno w ziemię, tak żeby się już nie ruszał. Przytrzymaj obok patyka sznurek z przywiązanym małym kamieniem: zwisający sznurek jest dokładnie pionowy, więc ustaw patyk równolegle do niego. Jeśli patyk jest pochylony lub się chwieje, znaczniki później będą błędne.
- 3
Zaznacz pierwszą godzinę
Poczekaj do pełnej godziny na zegarku, na przykład do 9:00. Połóż kamień dokładnie na końcu cienia i obok napisz lub wydrap w ziemi numer godziny. Podczas tego patrz tylko na cień, nigdy na słońce.
- 4
Co pełną godzinę jeden znacznik
Teraz kładź kolejny kamień na końcu cienia co pełną godzinę, aż do późnego popołudnia. Kamienie tworzą łuk wokół patyka. Na półkuli północnej cień wędruje zgodnie z ruchem wskazówek zegara; na półkuli południowej przeciwnie. W międzyczasie poszukaj cienia, napij się i załóż kapelusz.
- 5
Najkrótszy znacznik to południe słoneczne
Look at the arc: the shadow is shortest around solar noon. That is usually not 12 o'clock – with daylight saving time the shortest shadow in our latitudes often comes at 1 p.m. or later. Your sundial still shows the time of your watch, because you calibrated it with it. As a bonus, the line from the stick to the shortest mark points roughly north (southern hemisphere: south).
- 6
Odczytaj godzinę następnego dnia
W następny słoneczny dzień zobacz, gdzie jest teraz koniec cienia. Jeśli leży dokładnie na kamieniu, to jest ta godzina. Jeśli leży między dwoma kamieniami, na przykład mniej więcej w połowie między 10 a 11, jest około wpół do jedenastej. Minuty szacujesz – dokładniej się nie da.
- 7
Regularnie kalibruj na nowo
Znaczniki są ważne tylko przez kilka dni do kilku tygodni, bo droga słońca zmienia się wraz z porą roku. Jeśli nadal masz zegarek, porównuj raz po raz i przestawiaj kamienie. Przy zachmurzeniu zegar słoneczny w ogóle nic nie pokazuje. A gdy zmienia się czas (czas letni/zimowy), wszystkie znaczniki są przesunięte o godzinę.
Częste błędy
- Patyk stoi krzywo lub się chwieje
- Miejsce zostaje zacienione w ciągu dnia
- Patrzenie w górę na słońce zamiast na cień
- Używanie znaczników przez wiele miesięcy
- Zapomnienie o zmianie czasu
- Kamienie nieopisane i później pomylone
Krótki przegląd
Materiały
Wytrzymałe gałęzie / tyczki
Prosty patyk mniej więcej długości ramienia lub drążek od namiotu
Nie tnij żywego drewna tam, gdzie jest to zabronione.
Małe kamyki lub gałązki jako znaczniki
Około tuzina kamieni lub gałązek na znaczniki godzin
Analogowy zegarek naręczny
Pierwszego dnia do kalibracji; telefon też się nadaje
Tylko bardzo przybliżona pomoc w określeniu kierunku – nigdy nie zastępuje kompasu przy precyzyjnej nawigacji.
Cienki sznurek
Z przywiązanym kamieniem jako pionem, żeby ustawić patyk pionowo
Niska wytrzymaĹ‚ość na zerwanie – tylko do lekkich obciÄ…Ĺźeń.
Notes i ołówek
Zapisz datę i godziny
Krem z filtrem i okulary przeciwsłoneczne
Krem z filtrem podczas zaznaczania na słońcu
Krem z filtrem ma datę ważności; wymieniaj stare tubki.
Nadaje się dla
- Kilkudniowy obóz bez prądu
- Projekt edukacyjny z dziećmi
- Zrozumieć, jak słońce i czas są ze sobą związane
- Mniej więcej wiedzieć, ile dnia jeszcze zostało
Nie nadaje się dla
- Dokładny pomiar czasu
- Pochmurne dni
- W drodze podczas wędrówki (patyk musi stać w miejscu)
- Kilka miesięcy bez ponownej kalibracji
Wymagania wstępne
- Słoneczny dzień do kalibracji
- Płaskie miejsce, które ma słońce przez cały dzień
- Zegarek pierwszego dnia
- Nigdy nie patrz na słońce
Bezpieczeństwo
- Długie przebywanie na słońcu podczas obserwowania cieni łatwo prowadzi do poparzenia słonecznego lub choroby cieplnej. Promieniowanie UV jest najsilniejsze około południa, a jeszcze silniejsze na śniegu, nad wodą i w górach. Kapelusz, krem z filtrem, woda i przerwy w cieniu to podstawa – zwłaszcza dla dzieci.
- Ostry patyk na wysokości oczu jest niebezpieczny dla dzieci. Użyj patyka z tępym końcem albo nałóż na czubek czapkę, szyszkę lub kawałek materiału, a zegar słoneczny ustaw z dala od ścieżek i miejsc zabaw.
- Zegar słoneczny pokazuje tylko przybliżoną godzinę. Tam, gdzie godzina ma znaczenie – leki, umówione miejsce spotkania, godzina powrotu – potrzebny jest prawdziwy zegarek.
Jak to działa
W ciągu dnia słońce równomiernie wędruje po niebie, a cień patyka obraca się razem z nim. W średnich szerokościach półkuli północnej cień porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, na półkuli południowej przeciwnie. Jeśli jednego dnia zegarkiem zaznaczysz, gdzie leży koniec cienia o każdej pełnej godzinie, w kolejnych dniach możesz tam odczytać godzinę. Ale ponieważ słońce każdego dnia biegnie nieco inną drogą – wyżej lub niżej, bardziej na północ lub południe – długość i kierunek cienia powoli się przesuwają. Około marca i września dzieje się to szybciej, około czerwca i grudnia wolniej. Dlatego znaczniki trzeba raz po raz kalibrować na nowo.
Zalety
- Potrzebny tylko patyk, kamienie i jednorazowo zegarek
- Ciekawy projekt dla dzieci
- Działa bez prądu
- Przy okazji pokazuje północ
Wady
- Tylko przy słońcu
- Znaczniki są ważne tylko od kilku dni do kilku tygodni
- Niedokładne
- Musi stać cały czas w tym samym miejscu
Wiedza pogłębiona
Tło merytoryczne
Najprostszy zegar słoneczny to pionowy pręt; Grecy nazywali go gnomonem. Podręczniki survivalu, takie jak FM 3-05.70, opisują zegar cieniowy zbudowany na patyku cieniowym, który przyjmuje wschód słońca za godzinę 6 rano, a zachód za 6 wieczorem; zaznaczają, że nie jest to zegar w zwykłym sensie.
Znaczniki przesuwają się z powodu pochylonej osi Ziemi: latem słońce wędruje wyżej i bardziej na północ, zimą niżej i bardziej na południe. Gdzie padnie cień danego dnia o danej godzinie, można obliczyć na podstawie wysokości i kierunku słońca w kalkulatorze słonecznym NOAA.
Warianty
- Z dziećmi
- Dzieci mogą co godzinę kłaść „swój” kamień i wypisywać patykiem numer na piasku albo użyć pomalowanego kamienia. Budzik lub telefon przypomina o następnej godzinie. Wieczorem razem oglądacie, jak cień rano był długi, w południe krótki, a wieczorem znów długi. Pamiętaj o kapeluszu, kremie z filtrem i przerwach w cieniu – i dopilnuj, żeby nikt nie patrzył na słońce.
- Zupełnie bez zegarka: zegar cieniowy
- Podręczniki survivalu opisują zegar cieniowy bez żadnego zegarka: za pomocą patyka cieniowego wyznaczasz linię zachód–wschód i linię północ–południe, a patyk ustawiasz w punkcie, gdzie się przecinają. Linia północ–południe jest wtedy linią południa, a linia zachód–wschód odpowiada z grubsza godzinie 6 rano i 6 wieczorem. Godziny pomiędzy szacujesz. To czas słoneczny, nie zegarowy, i bardzo przybliżony – „godziny” nie są jednakowo długie.
- Dla zaawansowanych: pochylony patyk
- Prawdziwe zegary słoneczne mają skośny wskaźnik skierowany na biegun niebieski: na półkuli północnej pochylony na północ, tak stromo, jak wynosi twoja szerokość geograficzna (w Niemczech około 50 stopni nad ziemią). Wtedy liczy się nie koniec, lecz kierunek całego cienia, a linie godzinowe pozostają mniej więcej takie same przez cały rok – zostaje tylko zmiana czasu i niewielkie odchylenia w ciągu roku.
- Półkula południowa
- Cień wędruje przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, a najkrótszy cień wskazuje południe. Łuk z kamieni leży więc po południowej stronie patyka. Wszystko inne działa tak samo.
Częste błędy
- Patyk stoi krzywo lub się chwieje
- Miejsce zostaje zacienione w ciągu dnia
- Patrzenie w górę na słońce zamiast na cień
- Używanie znaczników przez wiele miesięcy
- Zapomnienie o zmianie czasu
- Kamienie nieopisane i później pomylone
Ograniczenia i ryzyka
- Tylko przybliżona godzina, bez podania dokładności
- Znaczniki są ważne tylko od kilku dni do kilku tygodni
- Przy zachmurzeniu nic nie pokazuje
- Zmiana czasu przesuwa wszystkie znaczniki o godzinę
Zamienniki materiałów
Wyprowadzone z właściwości materiałów: zamiennik musi mieć wszystkie istotne właściwości. Przestrzegaj uwag dotyczących zamiennika.
- Cienki sznurek
- Lina (Nigdy nie uĹźywaj nieznanej lub uszkodzonej liny do celĂłw ratujÄ…cych Ĺźycie.), Paracord (To nie jest lina wspinaczkowa ani asekuracyjna.), Sznurek pomocniczy (Do celów ratujących życie używaj wyłącznie certyfikowanego sznurka i dopiero po przeszkoleniu.), Taśma (taśma rurowa) (Przed każdym użyciem sprawdź węzły na taśmach.), Sznurek jutowy lub sizalowy (kupiony) (Mała wytrzymałość, chłonie wodę i gnije – tylko do lekkich obciążeń i ćwiczeń.), Taśmy do drzew (Obciążaj tylko w granicach podanych przez producenta.), Monofilowa żyłka wędkarska (Nigdy nie zostawiaj resztek żyłki: ptaki i inne zwierzęta się w nich plączą i powoli giną. Zwiń resztki i zabierz je ze sobą.), Cienki, miękki drut (mosiężny lub ocynkowany stalowy) (Końcówki drutu są ostre – przy zginaniu chroń oczy i palce), Lina holownicza lub pas holowniczy (Mocuj wyłącznie do uchwytów holowniczych przewidzianych przez producenta; nigdy nie stój obok pod obciążeniem.)
Wyniki pochodzą wyłącznie z uporządkowanych haseł. Nie są generowane żadne improwizowane instrukcje.
Źródła (5)
- Headquarters, Department of the Army (USA) (2002): FM 3-05.70 Survival · Zegar cieniowy oparty na patyku cieniowym; nie jest zegarem w zwykłym sensie
- NOAA Global Monitoring Laboratory (Global Radiation and Aerosols): NOAA Solar Calculator – sunrise, sunset, solar noon, azimuth and elevation for any place and date · Południe słoneczne, wysokość i kierunek słońca dla miejsca i daty
- U.S. Naval Observatory: Astronomical Applications Department – sun and moon data, phases of the moon · Godziny wschodu i zachodu słońca dla miejsca i daty
- NASA Science: Eclipse Safety – never look directly at the sun without proper eye protection · Nigdy nie patrz bezpośrednio na słońce
- World Health Organization (with WMO, UNEP and ICNIRP) (2002): Global Solar UV Index: A Practical Guide · Ochrona przed słońcem podczas dłuższego przebywania na słońcu