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어린이 과학 실험실
도끼 시계. 어린이과학실
현명한 러시아 민화에서 교활한 군인이 도끼로 양배추 수프를 요리했습니다. 그러나 도끼 덕분에 모든 것이 밝혀지지 않았습니다 ... 그러나 도끼로 실제 해시계를 만들 수 있고 그러한 시계가 중세에 사용되었다는 사실은 확실합니다. 둥근 수평 컷, 맑은 별이 빛나는 밤, 물론 도끼가있는 큰 그루터기를 상상해보십시오. 북극성을 등지고 서서 도끼날을 그루터기 한가운데에 박아야 했습니다. 그런 다음 도끼를 북극성으로 향하십시오. 위험에 처한 도끼 아래에서 지출하십시오 - 이것은 정오 시간입니다. 정확히 현지 시간 정오에 도끼 손잡이의 그림자가 이 위험과 일치합니다. 그리고 그루터기를 다이얼로 사용하면 정말 시계에서 멀지 않은 것 같습니다 ... 물론 요즘에는 해시계가 실제로 필요하지 않습니다. 거의 모든 사람들이 기계식을 가지고 있고 어떤 사람들은 전자식을 가지고 있습니다. 시작할 필요조차 없습니다. 그럼에도 불구하고 ... 다음 상황을 상상해보십시오. 당신은 숲 속으로 방황했고 그것이 죄인 것처럼 아무도 손목 시계를 가지고 있지 않습니다. 태양이 하늘에서 빛나고 있습니다. 사용 방법을 알면 시간을 결정할 수 있을 뿐만 아니라 지상에서 방향을 잡을 수도 있습니다. 또한 손목시계나 회중시계가 전혀 없었던 고대에 시간이 어떻게 결정되었는지를 아는 것도 흥미롭지 않습니까? 수백 년 전에 우리 동포들이 사용했던 시계를 봅시다.
우리 앞에는 약 XNUMX년 전에 야로슬라블 지방에서 발견된 수직선이 있는 삼각형의 나무 조각이 있습니다. 삼각형의 중앙에는 커다란 둥근 구멍이 있습니다. 이것은 시계입니까? 예, 시계를 상상해보십시오. 그들은 적어도 XNUMX세기 전에, 그리고 훨씬 더 일찍 러시아 목자들에 의해 사용되었습니다. 시계는 각이 47°인 이등변삼각형 모양입니다. 물론 이 각도는 우연이 아닙니다. 47°:2=23°30'입니다. 그리고 이 값은 천문학에 조금이라도 익숙한 모든 사람에게 잘 알려져 있습니다. + 23°30' - 연중 태양의 최대 적위. 그리고 최소값은 -23°30'입니다. 그들 사이의 차이는 다시 동일한 47 °를 제공합니다. 불행히도 우리는 시계의 디자인을 정당화하는 모든 천문학적 계산과 추론을 제공할 기회가 없습니다. 관심 있는 분들은 천문학 교과서와 천문 달력의 영구 부분을 사용하여 스스로 알아낼 것입니다. 그리고 우리는 다른 것에 주목할 것입니다. 우리는 Rus'에서 단순한 양치기들이 이 시계를 사용했다고 말했습니다. 사람들은 교육을 받지 못한 것이 아니라 문맹입니다. 그리고 갑자기 양치기 시계의 디자인은 오늘날에도 사려 깊은 노력 없이는 이해할 수없는 다소 복잡한 과학적 진리를 기반으로한다는 것이 밝혀졌습니다. 기이? 물론 여기에는 기적이 없습니다. 목자들은 천문학을 몰랐지만, 사람들 사이에서 대대로 전해 내려오는 관찰을 바탕으로 수세기 동안 이어져 온 관행을 바탕으로 이 시계를 만들 수 있었습니다. 이러한 "스마트한 것"의 예는 많은 박물관에서 찾을 수 있으며 집에도 있을 수 있습니다. 오래된 것을 조심하십시오. 노인들처럼 그들은 할 말이 많습니다. 그러나 삼각형 시계 또는 오히려 그들의 이미지로 돌아가 보겠습니다 (불행히도이 시계의 "라이브"사본은 오늘날까지 살아남지 못했습니다). 삼각형의 왼쪽에 작은 관통 구멍(포인트 "ㅏ"), 이 점 반대쪽 원 안에 표시가 있습니다. "비" - 너무 똑바로 ab 원의 중심을 통과합니다. 삼각형의 구멍 위치를 선택한 방법에 대해서는 아직 아무 말도하지 않았습니다. а. 물론 이것은 중요하지 않았습니다. 중심을 찾는 규칙은 다음과 같습니다. 선 사이의 각도 오브 삼각형의 밑면은 태양의 정오 위치와 춘분점의 수평선 사이의 각도와 같습니다. 삼각형 밑면에 9개의 평행한 구멍 행이 표시됩니다(아래쪽 8개, 위쪽 XNUMX개). 이것은 일종의 척도입니다. 이제 우리는 그것이 어떻게 작동하는지 볼 것입니다. 삼각형 상단에 수직선을 연결하고 이 시계로 시간을 확인하려고 합니다. 이는 다음과 같은 방식으로 수행됩니다. 우리는 구멍으로 태양에 시계를 가리킨다 а-마크에 б 햇빛이 떨어졌다. 이 경우 수직선이 시간에 따라 구멍에 대해 특정 위치를 차지한다는 것이 분명합니다. 태양이 방금 떠오르면 수직선이 가장자리에 매우 가깝게 지나갈 것입니다. А. 또한 ... 그러나이 시계에 대한 메시지를 찾은 오래된 잡지에서 말한 내용을 인용하겠습니다. "해가 뜨면서 관찰할 때 지속적으로 구멍을 들어 올려야 할 것입니다. а, 수직선의 위치도 변경되어 점차적으로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동합니다. 총 11개가 있는 맨 아래 줄의 포인트를 따라 지나가면 오늘의 아침 시간을 나타냅니다. 오른쪽의 마지막 포인트는 오전 XNUMX시를 표시하고 정오에는 수직선이 가장자리로 이동합니다. Б, 그리고 구멍 а 가장 높은 위치에 도달합니다. 그런 다음 태양이 하강함에 따라 구멍이 а 떨어지기 시작하고 수직선은 오후 시간을 나타내며 윗줄을 따라 지나가지만 이미 오른쪽에서 왼쪽으로 이동합니다. 첫 번째 지점은 오후 2시, 두 번째 8시 등, 마지막 - 오후 XNUMX시를 의미하며 일몰시 수직선은 다시 가장자리를 따라 놓입니다. А". 오늘날 그러한 시계를 사용하기로 결정했다면 이전 모델보다 더 편리하고 정확하게 스케일을 만들 수 있다고 생각해야 합니다. 어떻게? 우리는 아마도 당신에게 맡길 것입니다. 가장 정확한 시계 판독값은 태양이 수평선 위로 가장 높은 XNUMX월에 있을 것입니다. XNUMX월이면 갈비뼈Б 정오의 시간 표시 역할을 한 다음 다른 달에는 아래쪽 행의 한 지점을 왼쪽으로(XNUMX월과 XNUMX월의 경우), 두 지점(XNUMX월과 XNUMX월의 경우) 등으로 이동해야 합니다. 우리는 태양일 길이의 감소를 고려합니다. 그리고 여기 같은 해시계의 또 다른 버전이 있습니다. 유일한 차이점은 그들이 구리로 만들어졌고 블라디미르 지방에서 조금 더 남쪽으로 발견되었다는 것입니다 (이것은 혁명 이전에 일어났습니다). 언뜻 보기에 이 두 "크로노미터"는 공통점이 없습니다. 실제로 삼각형은 어디에 있고 둥근 구멍은 어디에 있으며 "스케일"은 어디에 있습니까? 자세히 보면 다 있습니다. 둥근 구멍 대신 상단에 둥근 컵이 있고 햇빛을위한 동일한 작은 구멍과 "토끼"표시가 있습니다. 저울의 역할은 문자가 있는 두 팔다리에서 수행됩니다. 컵의 상단에는 수직 후크가 있습니다. 나머지는 "아름다움을 위해"일 가능성이 큽니다.
두 시계 모두 캘린더 역할도 할 수 있다는 제안이 있습니다... 다음 해시계 디자인의 저자는 우리에게 알려져 있습니다. Russian Astronomical Society의 저널 Izvestia는 "17 포병 여단의 사제인 D.P. Mudrolyubov가 설계하고 제작했다"고 보도했습니다. 여기 그들은 다음 그림에 있습니다. 얇은 와이어가 뻗어 있는 수직 금속 브래킷이 고정 베이스에 설치됩니다. 중간에 있는 브래킷에 수직으로 아크가 원의 1/3에 용접됩니다. 이 전체 시스템은 수직축과 브래킷 평면에서 회전할 수 있습니다. 호(사지 역할을 함)에서 시간 눈금이 적용됩니다. 중앙(호와 브래킷의 교차점) - 정오 분할(12시간), 왼쪽은 정오 전 시간입니다( 11, 10, 9, 8, 7, 6), 오른쪽 - 오후 ( 13, 14, 15 등). 시간 분할 가격은 원의 1/24(15°)입니다. 왜 그렇습니까-이번에는 천문학에 대한 특별한 여담없이 당신에게 분명해야합니다.
하지만 이 시계가 시간을 표시하도록 하려면 어떻게 해야 합니까? 흥미롭게도 먼저 기다려야합니다 ... 맑은 별이 빛나는 밤. 팔다리가있는 프레임은 프레임에 늘어진 와이어가 북극성을 향하고 와이어 중간에 매달린 수직선이 정확히 정오 분할을 가리키는 위치에 고정되어야합니다. 이제 화창한 날에는 전선의 그림자가 팔다리의 시간을 나타내며 장치의 크기가 충분하면 판독 정확도가 매우 높을 수 있습니다. 유일한 설명: 진정한 천문학적 정오는 적도에서만 12시간에 해당합니다. 다른 모든 경우에는 장소의 위도에 따라 다릅니다.(비록 그렇지는 않지만 진정한 천문학적 정오는 예를 들어, 모스크바 위도에서 천문학적 정오는 대략 12시간 30분에 해당합니다. 따라서 적절한 수정이 필요합니다. 출산과 계절의 시간도 잊지 마세요. 이 시계들이 우리가 이야기를 시작한 고대 시계와 매우 유사하다는 것이 사실이 아닙니까? 새 것이 곧 잊혀진 옛 것입니다.
사진을 봐. 고대 로마 군단병들이 사용했던 해시계를 묘사하고 있습니다. 이 스톤 다이얼은 서독의 도시 비스바덴에서 발견되었습니다. 원의 둘레를 따라 세계 국가를 나타내는 그리스어 비문이 있으며 가운데에는 고대 로마 릭터 (가드)의 양면 도끼 형태의 복잡한 그림이 있습니다. 과학자들은 이 시계가 어떻게 시간을 측정했는지 아직 명확하지 않습니다. 아마도 시계에는 다른 부품이 있었을 것입니다. 시간은 그들을 지켜주지 않았다... 그리고 마지막 - 아마도 우리 전체 이야기에서 가장 예상치 못한 것입니다. 가장 간단하고 신뢰할 수 있는 해시계(그리고 동시에 나침반)가 바로 자신이라는 사실을 알고 계셨습니까? 이제 우리는 그것을 증명할 것입니다. 아침에 딸기를 먹으러 숲에 갔고 낮에는 아주 멀리 갔고 지금 저녁이되면 올바른 길로 집으로 돌아가고 있는지 확신이 서지 않는다고 가정합니다. 우리는 당신이 이 어려움에서 벗어나는 방법을 많이 알고 있다고 확신합니다. 그러나 여기에 또 다른 것이 있습니다. 아침에 숲에 들어갔을 때 그림자를 본 적이 있는지 기억하십시오. (원칙적으로 사람은 그림자에주의를 기울이므로이 세부 사항은 당신을 피할 수 없습니다). 정오 이전에 당신의 그림자가 지금 당신의 눈을 사로 잡았다면 이제 집으로 돌아와서 그림자가 다시 앞에 있도록 가야합니다. 결국 태양은 낮 동안 서쪽으로 이동할 시간이있었습니다. 그리고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 아침에 그림자가 보이지 않으면 오후에 저녁 식사 시간에 맞추려면 항상 그림자에서 가야합니다. 물론 이러한 방향은 매우 근사하지만 대부분의 경우 길을 잃은 여행자를 돕습니다.
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