134

Древний механизм

Статья
Миша рассказывает одноклассникам о экваториальных солнечных часахФото: из личного архива Михаила Козлова

Сейчас время можно определить с помощью мобильного телефона, а римские цифры применяют в практике очень редко, поэтому многим школьникам они неинтересны. Но ведь телефон может разрядиться! А римскую нумерацию используют не только на циферблате часов, но и во время изучения различных исторических событий. Чтобы помочь одноклассникам разобраться в этой теме, второклассник образовательного комплекса «СтартУМ» Губкина Михаил Козлов разработал проект «Солнечные часы – механизм определения времени суток и быстрый способ запоминания римской нумерации» (научный руководитель – Елена Мотынга). С этим исследованием он занял первое место на Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ имени Д. И. Менделеева в естественно-математической секции.

Солнечные часы – это устройство, использующее движение солнца для измерения времени. Они основаны на том факте, что тень от предмета перемещается по мере изменения положения солнца на небе.

Из чего состоят

Указатель (гномон) – это стержень или столб, который отбрасывает тень на циферблат. Его обычно делают из дерева, металла или камня. Форма гномона может быть различной: от простого вертикального столба до более сложных конструкций.

Циферблат (кадран) – это плоская поверхность, на которую отбрасывается тень от гномона. Она может быть сделана из различных материалов – камня, металла или пластика. На циферблат обычно наносят деления, которые соответствуют определённым временным интервалам.

Важно!

Точность солнечных часов зависит от многих факторов, включая географическую широту, время года и погоду. Они не могут быть абсолютно точными, особенно в дни равноденствий и солнцестояний, когда продолжительность дня меняется быстро. Но с учётом этих факторов и при правильном использовании могут служить надёжным и простым способом определения времени. Помните, что солнечные часы «работают» только в светлое время суток и не учитывают ночные часы. А вот в облачные или дождливые дни, когда солнца не видно, они не действуют.
Белгородские горизонтальные солнечные часыФото: Вадим Заблоцкий (архив)

Как сделать свои солнечные часы

Для изготовления горизонтальных карманных солнечных часов необходимы знания геометрии и астрономии, поэтому я обратился за помощью. Учитель географии Вера Ивановна помогла мне определить географическую широту города Губкина – 51° и сообщила, что солнце по небесной сфере движется практически равномерно, поэтому тень от гномона за каждый час будет смещаться на угол 15°. Учитель геометрии Александра Владимировна помогла вычислить угол наклона плоскости гномона. 90° — 51° = 39° 

Папа предложил мне сделать солнечные часы на лазерном станке с числовым программным управлением. Он показал, как на компьютере нарисовать идеальный круг диаметром 15 см. В этом круге с помощью специальной программы мы отметили чёрточки через каждые 15°. Обозначили каждый час римской цифрой. 

Самый главный секрет горизонтальных солнечных часов – наклон гномона. Мы внесли в компьютер нужные данные: 90° – угол прямоугольного треугольника, широту местности – 51° и наклон третьего угла – 39°. Современный станок сам сделал гномон нужного размера. Для этого мы использовали прочную фанеру, чтобы детали часов не сломались.

Под руководством папы я прикрепил циферблат прямо на фанерную форму. С помощью станка мы проделали отверстие для установки гномона и прикрепили его туда. Я проверял работу солнечных часов в течение недели. Часы имеют небольшую погрешность.

Миша и его горизонтальные солнечные часыФото: из личного архива Михаила Козлова

На пользу одноклассникам

Я рассказал о солнечных часах своим одноклассникам, показал изображения разных видов: горизонтальные, вертикальные, экваториальные. Объяснил на простом примере принцип работы моей модели. Чтобы запомнить нумерацию римских чисел, предложил выучить базовые цифры: I (1), V (5), X (10). Остальные: от II до XXIV показал в виде таблицы-подсказки.

Целый месяц каждую перемену мы начинали с игры «Расшифруй время». А после раздал ребятам задания, чтобы проверить их знания. И 86% процентов учеников нашего класса справились!

Уж теперь ребята точно запомнят римские цифры и научатся пользоваться солнечными часами. 
Михаил Козлов у вертикальных солнечных часов в МосквеФото: из личного архива Михаила Козлова

Хочу всё знать!