ΗΛΙΑΚΟ ΡΟΛΟΙ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΝΙΚΗΦΟΡΟΥ

Transcript

1 ΗΛΙΑΚΟ ΡΟΛΟΙ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΝΙΚΗΦΟΡΟΥ Το ρολόι αυτό είναι κατασκευασµένο από λευκό µάρµαρο Θάσου. Βρίσκεται στην αυλή του Γυµνασίου Νικηφόρου ράµας σε ' 12'' βόρειο πλάτος και ' 49.83'' ανατολικό γεωγραφικό µήκος. Είναι οριζόντιο, έχει ύψος 76 cm, η βάση του είναι σε σχήµα ορθογωνίου παραλληλεπιπέδου µε µήκος 90 cm, πλάτος 70 cm και ύψος 73cm. Ο γνώµονας είναι ανοξείδωτος, έχει µήκος βάσης 35 cm ύψος 39 cm και µήκος ακµής 60cm. Η κλίση του είναι ' όσο και το γεωγραφικό πλάτος της θέσης που τοποθετήθηκε. Είναι προσανατολισµένος έτσι ώστε η ακµή του να είναι παράλληλη προς τον άξονα περιστροφής της Γης, στοχεύει δηλαδή πολύ κοντά στον πολικό αστέρα. Η οριζόντια πλάκα έχει µήκος 100cm, πλάτος 78 cm και πάχος 3 cm. Το διάγραµµα των ωρών και η καµπύλη διόρθωσης σχεδιάστηκαν µε βάση εργασία που παρουσίασε ο µαθηµατικός κ. Μπλατσής ηµήτριος στο 6 ο Συνέδριο Ερασιτεχνικής Αστρονοµίας στην Αλεξανδρούπολη µε τίτλο «Τρόπος λειτουργίας και κατασκευής οριζοντίου ηλιακού ρολογιού». Αρχικά σχεδιάσαµε σε χαρτόνι δύο κάθετες µεταξύ τους γραµµές που αντιστοιχούν στις διευθύνσεις που Βορρά Νότου και Ανατολής ύσης. Ονοµάσαµε Ο το σηµείο τοµής των γραµµών αυτών. Πάνω στην ευθεία Βορρά Νότου και προς το Βορρά σχεδιάσαµε το τµήµα ΟΚ µήκους 30 cm. Με κέντρο το Κ και ακτίνα ΟΚ χαράξαµε κύκλο. Στον κύκλο αυτό και εκατέρωθεν του ΟΚ σχεδιάσαµε δώδεκα επίκεντρες γωνίες 15 0 η κάθε µια. Στην ευθεία Βορρά Νότου και προς το νότο σχεδιάσαµε σηµείο Κ' σε απόσταση ΟΚ'=ΟΚ/ηµφ όπου φ το γεωγραφικό πλάτος του τόπου µας. Ενώσαµε το Κ' µε τα σηµεία τοµής των επίκεντρων γωνιών και της ευθείας Ανατολής ύσης. Οι γραµµές που προέκυψαν είναι οι γραµµές του διαγράµµατος των ωρών. Η Εικόνα 1 ιάγραµµα ωρών και γνώµονας

2 ΟΟ' υλοποιεί τη δωδεκάτη µεσηµβρινή ώρα, αυτές που βρίσκονται δεξιά της καθώς κοιτάζουµε προς το Βορρά υλοποιούν τις ώρες µετά τις δώδεκα και αυτές που είναι αριστερά τις ώρες πριν τις δώδεκα. Το σχέδιο του διαγράµµατος των ωρών το αντιγράψαµε από το χαρτόνι στο µάρµαρο και προχωρήσαµε στη χάραξη του (Εικόνα 1 ). Αφού κατασκευάσαµε το διάγραµµα ωρών και το γνώµονα έπρεπε να υπολογίσουµε τη σχέση του δίνει τη διόρθωση του χρόνου και µετατρέπει την ηλιακή ώρα σε επίσηµη ώρα Ελλάδος. Η διόρθωση εξαρτάται από το γεωγραφικό µήκος του τόπου και από την εξίσωση του χρόνου ε που εξαρτάται µόνο από την ηµεροµηνία. Η σχέση που περιγράφει τη διόρθωση σε λεπτά της ώρας είναι =(λ-ν)-ε, όπου λ είναι το γεωγραφικό µήκος του τόπου µας µετρηµένο λεπτά της ώρας και ν=-120 λεπτά για την Ελλάδα που βρίσκεται στην δεύτερη άτρακτο ανατολικά του µεσηµβρινού του Γκρίνουιτς. Η εξίσωση του χρόνου εξαρτάται µόνο από την ηµεροµηνία και η διόρθωση που εισάγει οφείλεται στη διαφορετική απόσταση που έχει η Γη από τον Ήλιο στη διάρκεια ενός έτους. Για τον υπολογισµό της εξίσωσης χρόνου ορίσαµε τις ποσότητες: d=κ+0,5 όπου κ ο αύξων αριθµός της ηµέρας µε κ=0 για την 1 η Ιανουαρίου και κ=364 για την 31 η εκεµβρίου.. L=(279,58+0,985647d) 0, A=-104,7sinL+596,2sin2L+4,3sin3L-12,75sin4L B=-429,3cosL-2,0cos2L+19,3cos3L Η εξίσωση του χρόνου σε λεπτά της ώρας προκύπτει από τη σχέση ε=(α+β)/60 ενώ η συνολική διόρθωση =(λ-ν)-ε. Με τη βοήθεια του Excel εύκολα υπολογίσαµε τις διορθώσεις που αντιστοιχούν σε κάθε ηµέρα του έτους. Έτσι σχεδιάσαµε την καµπύλη διορθώσεως την οποία µαζί µε τις απαραίτητες οδηγίες χρήσης της χαράξαµε στη υτική κατακόρυφη πλάκα της βάσης του ρολογιού µας (Εικόνα 2).

3 Εικόνα 2 Καµπύλη διορθώσεως Στην Ανατολική κατακόρυφη πλευρά έχουν χαραχθεί δύο χάρτες του έναστρου ουρανού για µεσαία βόρεια γεωγραφικά πλάτη, ένας για το χειµώνα και ένας για το καλοκαίρι. Στη Βόρεια κατακόρυφη πλευρά έχει σχεδιαστεί µια καλλιτεχνική απεικόνιση του Ήλιου, της Σελήνης αλλά και του Πηγάσου, του Συλλόγου που επιµελήθηκε την κατασκευή του ρολογιού (Εικόνα 3). Εικόνα 3 Βόρεια και ανατολική πλευρά του Ρολογιού

4 Μπροστά από τη Νότια κατακόρυφη πλευρά υπάρχει ένας µεταλλικός στύλος ύψους 74,5 cm που φέρει ακίδα σε ύψος 70,5 cm τη σκιά της οποίας σηµειώνουµε από τις 22/06/2011 σε εβδοµαδιαία βάση στις 10:00 UT έτσι ώστε να απεικονίσουµε στο µάρµαρο το ηλιακό ανάλληµα. Με την ολοκλήρωση του αναλλήµατος το ρολόι µας θα είναι σε θέση να υπολογίζει και την ηµεροµηνία (Εικόνα 4). Εικόνα 4 Νότια πλευρά του Ρολογιού

5 Εικόνες 5,6,7 Οι τρεις κατακόρυφες πλευρές του Ρολογιού πριν από τη χάραξη τους