Бесплатная техническая библиотека

Часы из топора. Детская научная лаборатория

Справочник / Детская научная лаборатория

 Комментарии к статье

В мудрой русской народной сказке хитроумному солдату удалось сварить щи... из топора. Однако получилось все не благодаря топору... А вот то, что из топора можно сделать самые настоящие солнечные часы и что подобными часами пользовались в средние века, - известно доподлинно.

Представьте себе большой пень с круглым горизонтальным срезом, ясную звездную ночь и, конечно, топор. Встав спиной к Полярной звезде, нужно было вогнать лезвие топора в середину пня. Затем направить топорище на Полярную звезду. Провести под топорищем риску - это полуденная линия часов. Ровно в полдень по местному времени тень от топорища совпадет с этой риской. А если использовать пень как циферблат - тут уже и в самом деле как будто недалеко до часов...

Конечно, в наши дни солнечные часы не очень нужны. Почти у каждого есть механические, а кое у кого и электронные - их даже и заводить не нужно. И все-таки... Представьте себе такую ситуацию: забрели вы в лес, а наручных часов как на грех ни у кого с собой нет. На небе светит солнышко. Если уметь им пользоваться, можно не только время определить, но и сориентироваться на местности. Кроме того, разве не интересно узнать, как определяли время в глубокую старину, когда никаких наручных или карманных часов и в помине не было? Давайте посмотрим, какими часами пользовались наши соотечественники сотни лет назад.

Перед нами треугольный кусок дерева с отвесом, найденный примерно сто лет назад в Ярославской губернии. В середине треугольника - большое круглое отверстие. Неужели это часы? Да, представьте себе, часы. Ими пользовались русские пастухи по крайней мере три столетия назад, а то и намного раньше.

Часы имеют форму равнобедренного треугольника с углом при вершине 47°. Этот угол, разумеется, не случаен, 47°:2=23°30'. А эта величина хорошо известна каждому, кто хоть немного знаком с астрономией. + 23°30' - максимальное склонение Солнца в течение года. А минимальное равно -23°30'. Разница между ними вновь даст те же 47°.

К сожалению, у нас нет возможности приводить все астрономические вычисления и рассуждения, обосновывающие конструкцию часов. Те из вас, кому это интересно, сами разберутся в этом, используя учебник по астрономии и постоянную часть астрономического календаря. А мы обратим внимание на другое. Мы сказали, что этими часами пользовались на Руси простые пастухи. Люди не то что неученые - неграмотные. И вдруг оказывается, что в основе конструкции пастушеских часов лежат довольно сложные научные истины, которые и в наши-то дни не постигнешь без вдумчивого упорного труда. Удивительно?

Конечно, никакого чуда здесь нет. Пастухи не знали астрономии и все-таки смогли сделать эти часы, основываясь на многовековой практике, на наблюдениях, передававшихся в народе из поколения в поколение. Примеры таких "умных вещей" можно найти во многих музеях, а может быть, они есть и у вас дома. Будьте внимательны к старым вещам. Как и старые люди, они могут рассказать многое.

Однако вернемся к нашим треугольным часам, вернее, к их изображению (к сожалению, ни один "живой" экземпляр этих часов не дошел до наших дней). Слева на ребре треугольника видно маленькое сквозное отверстие (точка "а"), а внутри круга напротив этой точки нанесена отметка "б" - так, что прямая аб проходит через центр круга. Мы еще ничего не сказали о том, как выбирали на треугольнике место для отверстия а. Разумеется, это было не безразлично. Правило для нахождения его центра было такое: угол между прямой аОб и основанием треугольника равен углу между полуденным положением Солнца и горизонтом в дни равноденствия.

У основания треугольника видны два параллельных ряда отверстий: 9 в нижнем и 8 в верхнем. Это своеобразная шкала. Сейчас мы увидим, как она работает. Привесим к вершине треугольника отвес и попытаемся определить по этим часам время. Делается это следующим образом. Наводим часы на Солнце отверстием а- так, чтобы на отметку б упал солнечный зайчик. Ясно, что при этом отвес займет определенное положение относительно отверстий, зависящее от времени дня. Если Солнце только что взошло, отвес пройдет очень близко к ребру А. Дальше... впрочем, процитируем то, что сказано в старом журнале, где мы нашли сообщение об этих часах.

"По мере того как будет подниматься Солнце, при наблюдении надо будет последовательно поднимать и отверстие а, вместе с чем будет изменяться и положение отвеса, который постепенно будет двигаться слева вправо; проходя по нижнему ряду точек, которых всего девять, он будет указывать утренние часы дня: последняя точка направо покажет 11 часов утра, в полдень отвес перейдет на ребро Б, а отверстие а достигнет высшего положения. Затем, по мере понижения Солнца, отверстие а начнет опускаться, а отвес будет указывать послеобеденные часы, проходя по верхнему ряду точек, но уже справа налево; первая точка будет означать час пополудни, вторая 2 часа и т. д., последняя - 8 вечера, а при закате Солнца отвес снова ляжет вдоль ребра А".

Надо думать, если бы мы сегодня решили воспользоваться подобными часами, шкалу для них можно было бы сделать удобнее и точнее, чем на старинном образце. Как? Это мы, пожалуй, оставим на ваше усмотрение. Точнее всего показания часов будут в июне, когда Солнце стоит выше всего над горизонтом. Если в июне реброБ служит отметкой времени полудня, то в другие месяцы ее придется сместить на одну точку нижнего ряда влево (для мая и июля), на две точки (для апреля и августа) и т. д.: так мы учтем уменьшение долготы солнечного дня.

А вот другой вариант тех же солнечных часов. Разница лишь в том, что изготовлены они из меди и найдены чуть южнее - во Владимирской губернии (произошло это до революции). На первый взгляд у этих двух "хронометров" нет ничего общего. В самом деле, где тут треугольник, где круглое отверстие, где "шкала"? Если посмотреть внимательнее - все это есть. Вместо круглого отверстия - круглая чашечка сверху, с таким же маленьким отверстием для солнечного луча и отметкой для "зайчика". Роль шкалы играют два лимба с буквами. Вверху на чашечке - крючок для отвеса. Остальное - скорее всего "для красоты".

Существуют предположения, что те и другие часы могли служить также и календарем...

Автор следующей конструкции солнечных часов нам известен. Как сообщал журнал "Известия русского астрономического общества", были они "проектированы и построены священником 17-й артиллерийской бригады Д. П. Мудролюбовым". Вот они, на следующем рисунке. На неподвижном основании установлена вертикальная металлическая скоба с натянутой на ней тонкой проволокой. Перпендикулярно скобе в ее середине приварена дуга в 1/3 окружности. Вся эта система может вращаться вокруг вертикальной оси и в плоскости скобы. На дуге (она служит лимбом) нанесена часовая шкала: в центре (точке пересечения дуги со скобой) - полуденное деление (12 часов), влево отложены дополуденные часы (11, 10, 9, 8, 7, 6), вправо - послеполуденные (13, 14, 15 и т. д.). Цена часового деления - 1/24 часть окружности (15°). Почему так - на этот раз должно быть вам ясно без особых экскурсов в астрономию.

Но как же заставить эти часы показать время? Интересно, что для начала нужно дождаться... ясной звездной ночи. Рамку с лимбом следует зафиксировать в таком положении, чтобы натянутая на рамке проволока была направлена на Полярную звезду, а отвес, подвешенный к середине проволоки, указывал точно на полуденное деление. Теперь в солнечный день тень от проволоки укажет на лимбе час дня, а если прибор имеет достаточные размеры, точность его показания может быть очень высока. Единственное замечание: истинный астрономический полдень соответствует 12 часам только на экваторе. Во всех других случаях он зависит от широты места.(хотя, это не так - истинный астрономический полдень зависит от уравнения времени.) Например, на широте Москвы астрономический полдень соответствует приблизительно 12 часам 30 минутам. Так что необходимо ввести соответствующую поправку. Не забудьте также о декретном и сезонном времени.

Не правда ли, эти часы очень похожи на древние, с которых мы начали свой рассказ? И неудивительно: новое - это хорошо забытое старое.

Посмотрите на рисунок. На нем изображены солнечные часы, которыми пользовались древнеримские легионеры. Найден этот каменный циферблат в западногерманском городе Висбадене. По периметру круга - надписи по-гречески, обозначающие страны света, а в середине - замысловатая фигура в форме двусторонней секиры древнеримского ликтора (охранника). Ученым пока еще не вполне ясно, как отсчитывалось по этим часам время. Вероятно, у часов были еще какие-то части. Время не сохранило их...

И последнее - может быть, самое неожиданное во всем нашем рассказе. Знаете ли вы, что самые простые и надежные солнечные часы (да заодно и компас) - это... вы сами? Сейчас мы это докажем. Пусть утром вы пошли в лес по ягоды, за день ушли очень далеко и теперь, когда дело к вечеру, не уверены, верной ли дорогой возвращаетесь к дому. Не сомневаемся, что вам известно немало способов, как выйти из такого затруднения. Но вот еще один. Вспомните, видели ли вы свою тень, когда входили поутру в лес. (Как правило, человек обращает внимание на свою тень, так что эта деталь вряд ли ускользнет от вас). Если до полудня ваша тень то и дело попадалась вам на глаза, значит, теперь возвращаясь домой, вам следует идти так, чтобы тень вновь была впереди: ведь солнце за день успело перейти на запад. И наоборот, если утром вы не видели своей тени, - после полудня, если вы хотите поспеть к ужину, надо идти все время от своей тени. Конечно, такая ориентировка очень приблизительна, и все же в большинстве случаев она выручает заблудившегося путника.

 Рекомендуем интересные статьи раздела Детская научная лаборатория:

▪ Гейзер на дому

▪ Барометр из лампочки

▪ Мини-микроскоп

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Мужчины хуже переносят жару 02.11.2023 Исследователи из США обнаружили, что женщины, вероятно, легче переносят инфекции и повышение температуры благодаря активности гена KDM6A. Это наблюдение основано на выявлении копий гена KDM6A с повышенной активностью в женских хромосомах. Ген KDM6A отвечает за выработку белка UTX, который влияет на структуру ДНК и регулирует активность генов, связанных с метаболизмом человеческих клеток. Ученые отметили различия в активности гена KDM6A у женщин и мужчин, особенно в NK-клетках. Белок UTX в клетках женщин оказался более активным, что способствует лучшей борьбе с вирусами. Однако это также ускоряет естественную смерть этих клеток. Дальнейшие исследования в этой области могут раскрыть секреты более эффективной защиты иммунной системы мужчин от инфекций.

Другие интересные новости:

▪ Искусственные мышцы из нейлона для роботов будущего

▪ Столетняя батарея на бактериях

▪ Вода из почвы

▪ Ядерный майнинг-центр

▪ Рестораны завтрашнего дня от Burger King

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Фридрих фон Шеллинг. Знаменитые афоризмы

▪ статья Каковы размеры и возраст крупнейшего метеоритного кратера на поверхности Земли? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Fergusson. Справочник

▪ статья Бытовые электроприборы. Справочник

▪ статья Муфельная печь для школьной мастерской. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026