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LABORATORIO CIENTÍFICO INFANTIL
Reloj de hacha. Laboratorio de ciencias para niños
Directorio / Laboratorio de ciencias para niños En un sabio cuento popular ruso, un astuto soldado logró cocinar sopa de repollo ... con un hacha. Sin embargo, todo resultó no gracias al hacha ... Pero se sabe con certeza que se puede hacer un reloj de sol real con un hacha y que tales relojes se usaron en la Edad Media. Imagina un gran tocón con un corte horizontal redondo, una clara noche estrellada y, por supuesto, un hacha. De pie, de espaldas a la Estrella Polar, tenías que clavar la hoja del hacha en el centro del tocón. Luego dirige el hacha a la Estrella del Norte. Gastar bajo el hacha en riesgo: esta es la línea de horas del mediodía. Exactamente al mediodía hora local, la sombra del mango del hacha coincidirá con este riesgo. Y si usas el muñón como dial, realmente parece que no está lejos del reloj... Por supuesto, en estos días no se necesita realmente un reloj de sol. Casi todo el mundo tiene mecánicos y algunas personas tienen electrónicos; ni siquiera es necesario encenderlos. Y sin embargo... Imagina la siguiente situación: te adentraste en el bosque, y como si fuera un pecado, nadie tiene un reloj de pulsera con ellos. El sol brilla en el cielo. Si sabe cómo usarlo, no solo puede determinar el tiempo, sino también orientarse en el suelo. Además, ¿no es interesante saber cómo se determinaba el tiempo en la antigüedad, cuando no existían relojes de pulsera ni de bolsillo? Veamos qué relojes usaban nuestros compatriotas hace cientos de años.
Ante nosotros hay una pieza triangular de madera con una plomada, encontrada hace unos cien años en la provincia de Yaroslavl. En el medio del triángulo hay un gran agujero redondo. ¿Es esto un reloj? Sí, imagina un reloj. Fueron utilizados por los pastores rusos hace al menos tres siglos, e incluso mucho antes. El reloj tiene la forma de un triángulo isósceles con un ángulo en la parte superior de 47°. Este ángulo, por supuesto, no es accidental, 47°:2=23°30'. Y este valor es bien conocido por todos los que están al menos un poco familiarizados con la astronomía. + 23°30' - la declinación máxima del Sol durante el año. Y el mínimo es -23°30'. La diferencia entre ellos volverá a dar los mismos 47°. Desafortunadamente, no tenemos la oportunidad de dar todos los cálculos y razonamientos astronómicos que justifican el diseño del reloj. Aquellos de ustedes que estén interesados lo descubrirán por sí mismos utilizando un libro de texto de astronomía y la parte permanente del calendario astronómico. Y vamos a prestar atención a otra cosa. Dijimos que simples pastores usaban estos relojes en Rus'. La gente no solo no tiene educación, es analfabeta. Y de repente resulta que el diseño del reloj del pastor se basa en verdades científicas bastante complejas, que incluso hoy en día no se pueden comprender sin un arduo trabajo reflexivo. ¿Maravilloso? Por supuesto, no hay ningún milagro aquí. Los pastores no sabían astronomía y, sin embargo, supieron hacer este reloj, basado en una práctica centenaria, en observaciones que se transmitieron entre la gente de generación en generación. Se pueden encontrar ejemplos de tales "cosas inteligentes" en muchos museos, y tal vez usted también los tenga en casa. Ten cuidado con las cosas viejas. Como los viejos, tienen mucho que decir. Sin embargo, volvamos a nuestro reloj triangular, o mejor dicho, a su imagen (desafortunadamente, no ha sobrevivido ni una sola copia "viva" de este reloj hasta el día de hoy). En el lado izquierdo del triángulo, puede ver un pequeño orificio pasante (punto "pero"), y dentro del círculo opuesto a este punto hay una marca "B" - tan directo ab pasa por el centro de la circunferencia. Todavía no hemos dicho nada sobre cómo elegimos el lugar para el agujero en el triángulo. а. Por supuesto, esto no carecía de importancia. La regla para encontrar su centro era esta: el ángulo entre la línea cualquier otro negocio y la base del triángulo es igual al ángulo entre la posición del mediodía del Sol y el horizonte en los equinoccios. Dos filas paralelas de agujeros son visibles en la base del triángulo: 9 en la parte inferior y 8 en la parte superior. Este es un tipo de escala. Ahora veremos cómo funciona. Colocaremos una plomada en la parte superior del triángulo e intentaremos determinar la hora con este reloj. Esto se hace de la siguiente manera. Apuntamos el reloj al Sol con un agujero. а- para que en la marca б rayo de sol cayó. Está claro que en este caso la plomada tomará cierta posición con respecto a los agujeros, dependiendo de la hora del día. Si el Sol acaba de salir, la plomada pasará muy cerca del borde. А. Además ... sin embargo, citaremos lo que se dice en la revista anterior, donde encontramos un mensaje sobre este reloj. "A medida que sale el Sol, al observar, será necesario elevar constantemente el agujero а, junto con lo cual también cambiará la posición de la plomada, que se moverá gradualmente de izquierda a derecha; pasando por la fila inferior de puntos, de los cuales hay nueve en total, indicará las horas de la mañana del día: el último punto a la derecha marcará las 11 am, al mediodía la plomada irá al borde Б, y el agujero а alcanza la posición más alta. Entonces, cuando el Sol desciende, el agujero а comenzará a caer, y la plomada indicará las horas de la tarde, pasando por la fila superior de puntos, pero ya de derecha a izquierda; el primer punto significará la una de la tarde, el segundo a las 2 en punto, etc., el último a las 8 p. m., y al atardecer la plomada volverá a estar a lo largo del borde А". Uno debe pensar que si decidiéramos usar tales relojes hoy, la escala para ellos podría ser más conveniente y más precisa que en el modelo anterior. ¿Cómo? Probablemente te lo dejemos a ti. Las lecturas más precisas del reloj serán en junio, cuando el Sol esté más alto sobre el horizonte. Si en junio la costillaБ sirve como marca de tiempo para el mediodía, luego en otros meses tendrá que ser desplazado un punto de la fila inferior a la izquierda (para mayo y julio), dos puntos (para abril y agosto), etc.: en este manera tenemos en cuenta la disminución de la duración del día solar. Y aquí hay otra versión del mismo reloj de sol. La única diferencia es que están hechos de cobre y se encuentran un poco más al sur, en la provincia de Vladimir (esto sucedió antes de la revolución). A primera vista, estos dos "cronómetros" no tienen nada en común. De hecho, ¿dónde está el triángulo, dónde está el agujero redondo, dónde está la "escala"? Si miras de cerca, está todo ahí. En lugar de un orificio redondo, una copa redonda en la parte superior, con el mismo orificio pequeño para el rayo de sol y una marca para el "conejito". El papel de la escala lo desempeñan dos extremidades con letras. En la parte superior de la copa hay un gancho de plomada. El resto, muy probablemente "por belleza".
Hay sugerencias de que ambos relojes también podrían servir como calendario... Conocemos al autor del siguiente diseño del reloj de sol. Como informó la revista Izvestia de la Sociedad Astronómica Rusa, fueron "diseñados y construidos por el sacerdote de la brigada de artillería 17, D.P. Mudrolyubov". Aquí están en la siguiente imagen. Se instala un soporte de metal vertical con un alambre delgado estirado sobre una base fija. Perpendicular al soporte en su medio, se suelda un arco en 1/3 del círculo. Todo este sistema puede girar alrededor del eje vertical y en el plano del soporte. En el arco (sirve como una extremidad), se aplica la escala de horas: en el centro (el punto de intersección del arco con el soporte) - división del mediodía (12 horas), a la izquierda están las horas previas al mediodía ( 11, 10, 9, 8, 7, 6), a la derecha - tarde ( 13, 14, 15, etc.). El precio de división por hora es 1/24 de círculo (15°). ¿Por qué? Esta vez debería ser claro para usted sin ninguna digresión especial en astronomía.
Pero, ¿cómo consigues que este reloj muestre la hora? Curiosamente, primero debes esperar ... una noche clara y estrellada. El marco con la rama debe fijarse en tal posición que el alambre estirado en el marco se dirija hacia la estrella polar, y la plomada suspendida del medio del alambre apunte exactamente a la división del mediodía. Ahora, en un día soleado, la sombra del cable indicará la hora del día en la extremidad y, si el dispositivo tiene el tamaño suficiente, la precisión de sus lecturas puede ser muy alta. La única observación: el verdadero mediodía astronómico corresponde a 12 horas solo en el ecuador. En todos los demás casos, depende de la latitud del lugar (aunque este no es el caso, el verdadero mediodía astronómico depende de ecuaciones de tiempo.) Por ejemplo, en la latitud de Moscú, el mediodía astronómico corresponde a aproximadamente 12 horas y 30 minutos. Por lo tanto, se debe hacer una enmienda apropiada. No te olvides también de la maternidad y el tiempo estacional. ¿No es cierto que estos relojes son muy parecidos a los antiguos con los que comenzamos nuestra historia? Y no es de extrañar: lo nuevo es lo viejo bien olvidado.
Mira el dibujo. Representa un reloj de sol utilizado por los antiguos legionarios romanos. Esta esfera de piedra se encontró en la ciudad alemana occidental de Wiesbaden. A lo largo del perímetro del círculo hay inscripciones en griego que indican los países del mundo, y en el medio hay una figura intrincada en forma de hacha de doble filo del antiguo lictor (guardia) romano. Los científicos aún no tienen muy claro cómo estos relojes contaban el tiempo. Probablemente, el reloj tenía algunas otras partes. El tiempo no los ha detenido... Y el último, quizás el más inesperado de toda nuestra historia. ¿Sabías que el reloj de sol (y brújula al mismo tiempo) más sencillo y fiable es... tú mismo? Ahora lo demostraremos. Supongamos que en la mañana fuiste al bosque a buscar bayas, fuiste muy lejos durante el día y ahora, cuando cae la tarde, no estás seguro de si regresas a casa por el camino correcto. Estamos seguros de que conoces muchas formas de cómo salir de esta dificultad. Pero aquí hay otro. Recuerda si viste tu sombra cuando entraste al bosque por la mañana. (Como regla general, una persona presta atención a su sombra, por lo que es poco probable que se le escape este detalle). Si antes del mediodía tu sombra te llamó la atención de vez en cuando, entonces, ahora que regresas a casa, debes ir para que la sombra vuelva a estar al frente: después de todo, el sol tuvo tiempo de moverse hacia el oeste durante el día. Y viceversa, si por la mañana no viste tu sombra, por la tarde, si quieres llegar a tiempo para la cena, debes alejarte todo el tiempo de tu sombra. Por supuesto, tal orientación es muy aproximada y, sin embargo, en la mayoría de los casos ayuda al viajero perdido.
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