Горизонтальний сонячний годинник
Цей годинник розрахувати, звичайно, складніше, ніж екваторіальний, але зате час вони можуть показувати цілий рік. У цьому годиннику кадран лежить строго горизонтально, а гномон спрямований північ і розташований до поверхні кадрана під кутом, рівним географічної широті місцевості. Вся складність побудови - у розмітці годинникових ліній, які в даному випадку будуть розміщуватись на циферблаті не рівномірно. Цю розмітку можна провести трьома способами.
Перший спосіб – найлегший, але не дуже точний – спосіб візуальних спостережень. Для початку треба виготовити плоский кадран і зміцнити на ньому гномон. Наприклад, Харків розташований на широті 50 °, тому гномон розташовуватиметься під кутом 50 ° до горизонтальної поверхні кадрану. Креслення гномона в даному випадку виглядатиме так.
Після цього закріплюємо гномон на кадрані таким чином, щоб сторони трикутника ВС і ВА були спрямовані строго на північ (як це описувалося в статті про екваторіальний годинник). Тепер спостерігаємо за рухом тіні від гномона і щогодини робимо позначки на циферблаті. Таким чином за добу можна розмітити весь циферблат. Щоб розмітка була точнішою, треба вибрати дні, коли значення рівняння часу наближається до нуля. Після розмітки наш циферблат буде виглядати зверху так.
На цій розмітці не враховано поправку на довготу місцевості та літній час. Як внести цю поправку описувалося в статті про екваторіальний годинник.
Другий спосіб - спосіб геометричних побудов. Нам знадобиться олівець, транспортир та циркуль.
На початку опустимо в точку В перпендикуляр на горизонтальну пряму. Виберемо на цій прямій точку А (Мал.1).
З точки А проведемо лінію до перпендикулярної прямої так, щоб кут САВ дорівнював широті вашої місцевості (Рис.2).
З точки В проведемо перпендикуляр до відрізка АС (Рис.3) і відзначимо на ньому точку D. З точки В, радіусом BD, проведемо коло і, на перетині її з горизонтальною прямою, відзначимо точку О (Рис.4).
Тепер креслимо коло з центром у точці Про і радіусом ОВ і це коло ділимо на рівні сектори по 15°, як при розмітці екваторіального годинника. Кожен промінь продовжуємо до перетину з вертикальною прямою ПС. Ці точки і визначатимуть годинну розмітку наших горизонтальних годинників (Мал.5).
З'єднуємо ці точки з точкою А (лінії червоного кольору). Залишилося лише пронумерувати – і половинка циферблату готова. Повернемо отримане креслення на 90° (Рис.6) і симетрично окреслимо праву половинку циферблата.
Годинник готовий. Гномон виготовляється так само, як описано в першому способі і встановлюється на циферблат вздовж 12-годинної лінії (лінія АВ) так, щоб кут, що дорівнює широті місцевості, збігався з точкою А.
Залишається правильно зорієнтувати годинник на місцевості - і все.
Третій спосіб - тригонометричний. На початку заготовимо основу майбутнього циферблату - лінії, що перетинаються під прямим кутом, і нанесемо основні годинні позначки.
Всі кути для розмітки годинників можна розрахувати за формулою:
tg(a)=sin(f) * tg(t),
де а - кут, що шукається
f - широта місцевості
t - тимчасовий відрізок, виражений у градусній мірі (з розрахунку 1ч = 15°).
Наприклад, розрахуємо, де перебуватиме позначка 11 годин на годиннику, розташованому в Харкові. Значення f = 50°, а t = 15° (1година від позначки 12).Підставимо ці значення у формулу:
tg(a)=sin(50°)*tg(15°)=0,7660*0,2679=0,2052
звідси визначаємо, що кут a=12°.
Таким чином, на циферблаті кут між 12 і 11 годинами для Харкова дорівнюватиме 12°. Симетрично йому можна відкласти відразу і кут між 12 та 13 годинами. За цією ж формулою розраховуємо і решту розмітки, приймаючи кут t рівний відповідно двом, трьом і т. д. годин (30 °, 45 ° і т.д.).
Наш годинник буде виглядати так, як на цьому малюнку (вид зверху). Червоною лінією ПС зазначено місце кріплення гномона, у разі без урахування поправки на довготу місцевості. Якщо врахувати цю поправку, то гномон буде спрямований не рівно на 12 годин, а на точку часу 12:00 35хв - справжній полудень для Харкова.
Тепер встановлюємо цей годинник на місцевості, зорієнтувавши гномон строго по лінії північ-південь, як описувалося раніше.
Циферблат горизонтального годинника не обов'язково повинен бути круглим. Якщо врахувати реальну тінь від гномона, то можна створити годинник, який показуватиме не тільки точний час, але й дату, не даючи Вам забути про такі важливі події в житті, як ювілеї, дні народження, пам'ятні дати. Наприклад, сонячний годинник біля входу в яхт-клуб міста Четхема (Англія) показує дату і годину загибелі адмірала Нельсона (21 жовтня о 17 годині). Про побудову такого годинника можна прочитати в нашій спеціальній статті, присвяченій горизонтальним сонячним годинникам з циферблатом, обмеженим лінією. .
Якщо Ви зацікавилися побудовою такого годинника у себе на ділянці або вдома, але у Вас немає часу зробити розрахунки, ви можете замовити креслення такого годинника, розраховане саме для Вашої місцевості та для Ваших дат, у нашому інтернет-магазині в розділі екзотичних товарів .