Физика Районный конкурс исследовательских работ учащихся Муниципальное общеобразовательное учреждение Фроловская средняя школа Научное общество учащихся Фроловской средней школы Лебедев Михаил, МОУ Фроловская средняя общеобразовательная школа, 6а класс Азанова Надежда Алексеевна, МОУ Фроловская средняя общеобразовательная школа, Учитель физики Фролы- 2008

В прошлом учебном году нами была сделана работа «Солнечные часы», в которой рассматривалось разнообразие типов и конструкций солнечных часов и принцип их работы. Далее была поставлена задача: создать солнечные часы на территории школы. Однако после консультации в Пермском государственном Педагогическом Университете на физическом факультете, а за тем у методиста по научно-просветительской работе в планетарии Нины Николаевны Неверовой, выяснилось, что создание солнечных часов – это сложный трудоемкий процесс. Даже в таком большом городе, научном центре как Пермь, нет ни одних простейших солнечных часов. Был проект по созданию городских солнечных часов на территории сквера около планетария, но проект не был выполнен. Наша следующая задача была – создать модель простейших солнечных часов, проверить её в действии. Тем более, что Н. Н. Неверова нас попросила подарить такую модель для экспозиции в планетарий.

Самые древние солнечные часы на Руси появились в 11в. Это были солнечные часы на стене Спасо-Преображенского собора в Чернигове Даже сам Петр Великий лично сконструировал несколько видов солнечных часов. Соратник Петра Яков Брюс, выйдя в отставку, построил в своем подмосковным именем Глинки мастерскую, где изготавливал солнечные часы и другие точные приборы. Солнечные часы – элемент престижа, символ принадлежности к образованной и богатой элите. Умение пользоваться ими позволяет подчеркнуть свою исключительность. Солнечные часы устанавливают не только известные аристократы, но и небогатые помещики, и даже крестьяне. В блокадном Ленинграде из-за отсутствия электроэнергии не работали электрические часы на улицах. Профессор Прянишников построил солнечные часы. Они простояли до самого конца Великой Отечественной войны. Сейчас отдельные экземпляры солнечных часов хранятся в музеях. Солнечные часы в садах и парках уничтожены практически полностью. Стало известно, что более 100 лет в России не строили солнечных часов.

Солнечные часы на территории Пермского края. Точных данных о солнечных часах на территории Пермского края мы не нашли. Зато все знают о солнечных часах в г. Очёр. Солнечные часы города Очер я вляются памятником истории и архитектуры. Часы отлиты на Очерском железоделательном заводе и были установлены на площади рядом с церковью. Позже к часам была сделана чугунная ограда. Им уже более 120 лет. Часы показывают местное «солнечное» время для г. Очера, т.к. плоскость гномона совпадает с отметкой 12 часов. Автор этих солнечных часов Петр Александрович Вологдин, сын крепостного мастерового, выучившегося на изобретателя

Самодельные солнечные часы. Два плотных листа картона формата А4 Два куска фанеры Циркуль Ножницы Транспортир Остро отточенный карандаш Линейка с миллиметровыми делениями Угольник Модель солнечных часов мы нашли в интернете. Для их конструкции нужно:

Самодельные солнечные часы. 1. Положи лист горизонтально. Примерно в центре листа поставь точку «1» и проведи через нее две взаимно перпендикулярные прямые: горизонтальную и вертикальную. 2. Все построения черти легко, не нажимая на карандаш. Многие линии играют вспомогательную роль и будут стерты впоследствии! 3. Проведи три окружности с центром в точке «1» радиусами 5, 6,5 и 7,5 см. Делаем циферблат часов

Самодельные солнечные часы. 4. Разметь транспортиром часовые линии по всему кругу вокруг точки «1» через каждые 15°. Началом отсчета возьми горизонтальную линию. Затем проведи эти линии от центра до первой окружности и продолжи их от второй окружности до третьей. 5. Из тех точек, где вертикальная линия пересекает самую большую окружность (точки «2» и «3»), проведи еще две горизонтальные линии, в точности перпендикулярные этой вертикали. Отмерь от точек «2» и «3» вправо отрезки на этих новых прямых длиной по 9 см и соедини их правые концы еще одним вертикальным отрезком. Теперь левая полуокружность и полученный прямоугольник обрисовывают точный контур будущего циферблата. 6. Продолжи полученный вертикальный отрезок вверх и вниз еще на 1,5 см и соедини полученные точки («4» и «5») соответственно с точками «2» и «3». Полученные два треугольника будут загнуты вверх. 7. Продли две горизонтальные прямые за точки «2» и «3» также на 1,5 см и соедини между собой обе новые точки. Полученная полоса также будет загнута вверх. 8. Чтобы затем скрепить между собой треугольники и полоску на узком катете треугольников, надо нарисовать по отвороту длиной 1,5 см и такой же ширины. Отвороты должны слегка сужаться по мере удаления от стороны треугольника. Точно по стороне они будут загнуты внутрь и приклеены снаружи к полоске. 9. Сотри аккуратно обе внутренние окружности, а также правую половину большой окружности, находящейся внутри большого прямоугольника. Продли часовые линии правой полуокружности до пересечения границ прямо- угольника.

10. Наметь линию будущего надреза, жирно прочертив ее от правого края прямоугольника на 4,5 см к центру. 11. Подпиши часы у каждой часовой линии циферблата (для этого специально оставлено место между двумя внутренними окружностями). Сперва поставь цифру 12 (или ХП) справа напротив центральной горизонтальной линии (как раз там, где будет надрез для установки гномона). Затем по часовой стрелке разметь линии на увеличение часов, а против на уменьшение. Циферблат готов! 12. Вырежи полученный циферблат вместе с отворотами. Надрежь лезвием прорезь под ширину твоего картона. Загни треугольники и полосу и склей их между собой. 13. Тоже самое выпили из фанеры и обклеить картоном. Самодельные солнечные часы. Делаем циферблат часов

Самодельные солнечные часы. Делаем гномон солнечных часов. 1. Положи второй лист также горизонтально и отметь на глаз точку примерно в середине нижней стороны листа (точка «5»). Через нее проведи вертикальную линию строго перпендикулярно горизонтальной стороне. 2. Отмерь вверх по этой линии ровно 9 см (это будет точка «6»). От нее, принимая за начало отсчета вертикальную линию, отмерь угол, равный углу наклона экватора в твоем городе (90° минус широта места; для Перми широта равна 58°, следовательно, угол 32°).

3. От точки «5» направо отмерь 9 см вдоль нижней стороны листа. Также и вправо от точки «6» точно по горизонтали отмерь отрезок 1,5 см. Соедини эти две точки. В результате получится трапеция с широким основанием и узкой вершиной. 4. Наметь на правой боковой стороне трапеции широкую дугу, начинающуюся от верхней точки этой стороны и заканчивающуюся на расстоянии 3,5 см от ее нижнего конца. 5. Осталось только пристроить маленький отворот длиной 1,5 см к верхней стороне трапеции, немного суживающейся по мере удаления от стороны. Этим отворотом гномон будет крепиться к циферблату (также с его внешней стороны). 6. Теперь наметь вырез длиной 4,5 см от точки «5» к точке «6» вдоль вертикальной линии. 7. Сделай этот вырез лезвием той же ширины, что и толщина картона. Вырежи и всю трапецию, сохраняя отворот. Самодельные солнечные часы. Делаем гномон солнечных часов.

Нам осталось вставить гномон вырезом в вырез циферблата «длинным» треугольником вверх. Самодельные солнечные часы. Делаем солнечные часы.

Нужно установить часы так, чтобы гномон в точности указывал на Полярную звезду своим острием. Циферблат обращен кверху, но наклонен к горизонту так же, как и экватор. Потому и сами часы, которые мы сделали, носят название экваториальные. Чтобы обеспечить правильную их установку, достаточно по компасу определить направление на север и так установить часы, чтобы линия 12 – 24 часа была ориентирована на север, а деление «12 часов» циферблата было обращено к северу. Тогда и острие гномона будет устремлено на Полярную звезду. Теперь эти часы показывают нам, как расположена плоскость небесного экватора, как проходит ось мира. Самодельные солнечные часы. Как пользоваться солнечными часами.

Заключение. Несмотря на то, что в России уже более 100 лет не строились солнечные часы, но нам удалась построить их модель. Наша модель оказалась действующей. К ней проявил интерес Пермский планетарий. Мы усовершенствованную модель по просьбе планетария подарим им.

Список источников и литературы Консультация в пермском планетарии у методиста по научно- просветительской работе Н.Н. Неверовой.