Jam matahari adalah alat yang menggunakan kedudukan matahari untuk memantulkan waktu. Tongkat tegak, yang disebut gnomon, diposisikan untuk membuang bayangan ke wajah jam matahari yang sudah ditandakan. Ketika matahari bergerak melintasi langit, bayangan juga bergerak. Konsep ini dapat diperagakan dengan mudah di halaman belakang rumah anda dengan jam matahari yang sangat asas yang dibina dengan tongkat dan sebilangan kecil batu kecil. Terdapat banyak projek mudah yang boleh dilakukan oleh anak-anak untuk mempelajari konsepnya. Untuk sesuatu yang lebih maju, anda boleh membina jam matahari tetap di taman atau halaman belakang anda. Setelah beberapa ukuran dan sedikit pertukangan, ia akan mencerminkan masa dengan tepat.
Langkah-langkah
Kaedah 1 dari 3: Menggunakan Tongkat dan Batu
Langkah 1. Kumpulkan alat anda
Jam matahari yang sangat asas ini adalah kaedah yang baik untuk menerangkan konsep dengan perancangan yang sangat sedikit. Yang anda perlukan untuk membuatnya adalah beberapa item mudah yang terdapat di halaman belakang rumah anda. Alat ini berupa tongkat lurus (panjang kira-kira dua kaki), segelintir kerikil dan jam tangan atau telefon bimbit untuk memberitahu waktu.
Langkah 2. Cari kawasan yang cerah untuk menanam batang kayu
Cari tempat yang mendapat paparan cahaya matahari sepenuhnya sepanjang hari. Tolak satu hujung batang ke rumput atau tanah. Sekiranya anda tinggal di Hemisfera Utara, sedikit condongkan tongkat ke arah utara. Sekiranya anda tinggal di Hemisfera Selatan, kecilkan sedikit ke arah selatan.
- Sekiranya anda tidak mempunyai akses ke kawasan berumput dengan tanah yang lembut, anda boleh memperbaiki.
- Isi baldi kecil dengan pasir atau kerikil dan tanam batangnya tepat di tengahnya.
Langkah 3. Mulakan pada pukul 7:00 pagi
Sekiranya anda ingin menyelesaikan jam matahari dalam satu hari, mulakan pada waktu pagi setelah matahari terbit sepenuhnya. Tinjau tongkat pada pukul 7:00 pagi. Saat matahari bersinar di atasnya, tongkat itu akan memberikan bayangan. Gunakan salah satu kerikil anda untuk menandakan tempat bayangan jatuh di tanah.
Langkah 4. Kembali ke tongkat setiap jam
Tetapkan penggera atau awasi jam tangan supaya anda dapat mengemas kini dail di bahagian atas setiap jam. Kembali pada pukul 8:00 pagi dan gunakan kerikil lain untuk menandakan di mana bayangan tongkat jatuh ke tanah. Lakukan perkara yang sama pada jam 9:00 pagi, 10:00 pagi dan seterusnya.
- Sekiranya anda mahukan ketepatan yang paling banyak, gunakan kapur untuk menandakan setiap kerikil dengan masa yang tepat anda meletakkannya di tanah.
- Bayangan akan bergerak mengikut arah jam.
Langkah 5. Teruskan proses ini sehingga senja
Kembalikan setiap jam dan tandakan dengan kerikil di tanah. Lakukan ini sehingga tidak ada lagi sinar matahari yang tersisa pada siang hari. Jam matahari anda akan lengkap pada penghujung hari. Selagi matahari bersinar, anda boleh menggunakan alat ringkas ini untuk mengetahui jam berapa hari itu.
Kaedah 2 dari 3: Menggunakan Plat Kertas dan Jerami
Langkah 1. Kumpulkan alat anda
Jam matahari yang mudah ini adalah projek yang bagus untuk anak-anak pada hari musim panas. Alat yang diperlukan sangat mudah - anda mungkin sudah mempunyai semua yang anda perlukan di rumah. Item yang diperlukan ialah krayon / penanda, pinggan kertas, pensil tajam, peniti, pembaris dan jerami plastik lurus.
Mula menyediakan pinggan sekitar jam 11:30 pagi pada hari yang cerah dan tidak berawan
Langkah 2. Tuliskan nombor 12 di hujung pinggan
Gunakan krayon atau penanda untuk ini. Ambil pensil yang diasah dan tolakkannya ke tengah pinggan kertas. Tanggalkan pensil sehingga anda tertinggal dengan lubang di tengahnya.
Langkah 3. Gunakan pembaris untuk melukis garis lurus
Tarik dari 12 ke lubang yang anda buat di tengah-tengah pinggan. Nombor ini mewakili jam 12 tengah hari.
Langkah 4. Gunakan kompas untuk menentukan tiang cakerawala yang terdekat
Jerami anda, atau gnomon, harus menunjuk ke arah tiang langit terdekat, yang selari dengan paksi Bumi. Itulah Kutub Utara bagi mereka yang tinggal di Hemisfera Utara. Sekiranya anda tinggal di Hemisfera Selatan, itu adalah Kutub Selatan.
Langkah 5. Bawa pinggan ke luar sejurus sebelum tengah hari
Letakkannya di tanah di kawasan yang akan mendapat paparan sinar matahari sepenuhnya sepanjang hari. Masukkan jerami melalui lubang di tengah pinggan.
Langkah 6. Tolak jerami sedikit sehingga
Lakukan ini sehingga condong ke arah tiang langit terdekat.
Langkah 7. Putar pinggan tepat pada waktu tengah hari
Putar sehingga bayangan jerami sejajar dengan garis yang anda lukis. Oleh kerana anda hanya mengukur waktu siang, plat akan kelihatan seperti jam, menunjukkan hanya 12 jam.
Langkah 8. Pasangkan pinggan ke tanah
Tancapkan beberapa tolok melalui piring supaya ia tetap terpaku di tempat yang sama di tanah.
Langkah 9. Kembali ke pinggan satu jam kemudian
Pada jam 1:00 petang, kembali ke pinggan dan periksa kedudukan bayangan jerami. Tulis nombor 1 di hujung pinggan, di mana anda melihat bayangan jatuh.
Langkah 10. Tetapkan penggera dan keluar semula di bahagian atas setiap jam
Terus menandakan kedudukan bayangan di tepi pinggan. Anda akan melihat bahawa bayangan bergerak mengikut arah jam.
Langkah 11. Bercakap dengan anak anda mengenai bayangan
Tanyakan kepada mereka mengapa mereka fikir bayangan itu bergerak. Terangkan apa yang berlaku semasa bayangan bergerak di sekitar dail.
Langkah 12. Ulangi proses ini sehingga senja
Terus menandakan pinggan setiap jam sehingga anda kehabisan waktu siang. Pada ketika ini, jam matahari akan lengkap.
Langkah 13. Periksa piring pada keesokan harinya
Minta anak anda kembali ke piring pada hari cerah berikutnya dan beritahu anda masa berdasarkan kedudukan bayangan. Peranti ringkas ini boleh digunakan untuk memberitahu waktu pada hari yang cerah.
Kaedah 3 dari 3: Membangun Sundial Lanjutan
Langkah 1. Potong bulatan berdiameter 20 inci dari papan lapis ¾ inci
Lingkaran ini akan menjadi wajah jam matahari. Lapisi kedua-dua sisi bulatan kayu dengan primer. Semasa primer mengering, fikirkan seperti apa yang anda mahukan pada jam matahari anda. Anda perlu memilih gaya nombor, seperti angka Rom, nombor standard, dan sebagainya.
- Pilih warna yang ingin anda gunakan dan, jika anda suka, gambar atau ilustrasi untuk diletakkan di wajah.
- Lakarkan beberapa reka bentuk yang berbeza sehingga anda dapat menyelesaikan sesuatu yang terakhir.
Langkah 2. Lukiskan reka bentuk akhir anda pada sehelai kertas bulat yang besar
Anda akan menggunakan ini sebagai stensil untuk memindahkan reka bentuk ke bulatan kayu, jadi lukiskan mengikut skala. Sekarang anda perlu meletakkan nombor pada reka bentuk, yang memerlukan pengukuran yang tepat. Gunakan garis lurus dan protraktor untuk melakukan ini.
- Mulakan dengan nombor 12 di bahagian paling atas, seperti muka jam.
- Ukur di mana pusat bulatan berada, kemudian gunakan garis lurus untuk melukis garis tepat dari 12 ke pusat.
Langkah 3. Gunakan protraktor untuk mengukur tepat 15 darjah ke kanan
Tandakan nombor 1 di sana. Gunakan garis lurus untuk melukis garis jam lagi. Terus tandakan nombor tepat 15 darjah. Bergerak mengikut arah jam dan gunakan protraktor untuk terus menandakan nombor. Selesaikan jalan sehingga anda sampai di nombor 12. Ini akan berada tepat di seberang 12. Yang pertama menunjukkan waktu tengah hari dan tengah malam.
- Kemudian mulakan dengan 1 lagi sehingga anda akhirnya kembali pada 12 yang asal di bahagian paling atas. Angka-angka kini ditandakan dengan tepat ke atas kertas.
- 24 jam penuh ditunjukkan untuk ketepatan yang paling tepat. Apabila musim berubah, begitu juga kedudukan Bumi. Pada musim panas, hari lebih lama. Pada musim sejuk, mereka lebih pendek.
- Terdapat hari-hari di musim panas di mana terdapat lebih dari 12 jam waktu siang.
Langkah 4. Warnakan reka bentuk anda ke bulatan kayu
Gunakan kertas anda sebagai stensil supaya angka dan garis jam sesuai dengan apa yang telah anda ukur dengan tepat. Gunakan penanda cat untuk meletakkan angka ke kayu, kerana ia akan memerlukan kerja terperinci yang baik. Penanda cat lebih baik daripada penanda kekal, kerana lebih tahan terhadap elemen.
Langkah 5. Dapatkan gnomon
Gnomon adalah bahagian matahari yang akan memberikan bayangan. Panjangnya adalah paip berulir, dan anda memerlukan panjangnya kira-kira dua atau tiga inci. Diameternya mestilah setengah inci. Pastikan diameter gnomon sedikit lebih lebar daripada paip itu sendiri. Memperbaiki hujung kerucut.
- Panjang paip dan hujung gnomon tidak boleh melebihi tiga inci.
- Warnakan gnomon dengan warna apa sahaja yang anda mahukan. Ini akan mengelakkannya berkarat.
Langkah 6. Sediakan tiang matahari untuk pemasangan
Posnya adalah di mana wajah jam matahari, bulatan kayu, akan dipasang. Anda memerlukan tiang kayu berbentuk tekanan 4x4x8 yang telah dirawat di luar rumah. Ia mesti lurus dengan sempurna dan tidak ada keretakan besar di dalamnya. Untuk memasangnya dengan betul, bahagian atas tiang mesti dipotong dengan sudut yang tepat.
- Untuk mendapatkan sudut ini, tolak garis lintang semasa anda dari 90 darjah.
- Sebagai contoh, jika anda berada pada garis lintang 40 darjah N., anda akan menarik sudut 50 darjah pada 4x4.
Langkah 7. Potong sudut ke tiang
Lukiskan garis pada sudut tepat menggunakan petak tukang kayu. Lukis garis ini enam inci dari bahagian atas catatan. Garis adalah sisi bawah sudut. Gunakan protraktor untuk mengukurnya, kemudian potong sudut dengan gergaji meja.
- Kemudian ukur bahagian tengah wajah jam matahari dan gerudi lubang di sana.
- Uji penyisipan tiang ke muka jam dengan skru ketinggian 5/16 inci, untuk memastikan semuanya sesuai dengan betul.
Langkah 8. Gali lubang untuk jawatan
Cari tempat yang cerah untuk jam matahari anda dan gali lubang untuk jawatan itu. Pastikan anda tidak mengganggu kabel atau garisan yang terkubur di bawah tanah. Letakkan jawatan di lubang. Uji untuk memastikan tidak lebih tinggi dari lima kaki dari tanah ketika berdiri tegak. Gunakan kompas untuk memastikan sudut yang anda potong ke tiang menghadap ke utara. Gunakan aras tukang kayu untuk memastikan tiang berdiri tegak.
- Letakkan tiang secara tetap dengan menuang dan meletakkannya di simen.
- Biarkan beberapa hari berlalu sebelum memasang muka matahari, sehingga simen kering sepenuhnya.
Langkah 9. Pasang muka jam pada jawatan
Gunakan skru ketinggian 5/16-inci-2-inci untuk melekatkan wajah. Kencangkan skru cukup sehingga memegang wajah di tempatnya, tetapi anda masih dapat memusingkan wajah dengan mudah. Letakkan bebibir tepat di muka jam matahari.
- Anda seharusnya dapat melihat skru ketinggian di lubang tengah bebibir.
- Gunakan tangan kanan anda untuk memasukkan paip gnomon ke bebibir, yang harus anda pegang di tangan kiri.
Langkah 10. Putar muka matahari sehingga jam 6 pagi
dan 6 petang garis melintang. Kemudian sejajarkan gnomon sehingga garis-garis yang sama kelihatan seperti melintasi pusat. Pastikan garis pada pukul 12 tengah hari juga kelihatan seperti melalui gnomon.
Langkah 11. Tetapkan masa dan pasangkan gnomon
Anda mesti menetapkan waktu semasa Waktu Hemat Siang untuk membaca dengan tepat. Pegang bebibir dengan tangan kiri. Gunakan tangan kanan anda untuk memusingkan wajah matahari. Periksa masa semasa. Terus memusingkan wajah sehingga bayangan gnomon menunjukkan masa yang sama pada jam matahari. Gunakan pensil untuk menandakan di mana empat skru bebibir dan kemudian lepaskan bebibir.
- Sekarang ketatkan skru lag. Jangan gerakkan wajah matahari ketika anda melakukan ini.
- Bor lubang untuk keempat skru dan kemudian pasangkan bebibir ke jam matahari.
- Akhir sekali, skru gnomon masuk.
