Koliko je točan sunčani sat?
Ponekad možemo susresti prolaznike koji uspoređuju vrijeme na sunčanom satu s vlastitim satom, a u većini slučajeva možete vidjeti razlike između indikacija oba mjerača vremena. Danas svoje satove postavljamo prema vrlo preciznim atomskim satovima, pa zar sunčani satovi ne rade ispravno? Naprotiv, za to postoje dvije ispravke. Prvi je povezan s zemljopisnom dužinom mjesta na kojem se nalazi naš sat, a drugi proizlazi iz tzv jednadžba vremena koja eliminira promjenjivu brzinu kojom Zemlja kruži oko Sunca.
Prvo najprije. Sunčani sat prikazuje lokalno vrijeme, stvarno vrijeme određeno vidljivim kretanjem sunca. Kao 12 sati, što je podne, pretpostavljamo trenutak kada se Sunce nadvija nad određeno mjesto, odnosno doseže najvišu točku svog dnevnog puta od istoka prema zapadu. To znači da na mjestima koja leže sjeverno i južno od ovog mjesta postoji potpuno isti solarni sat. Na primjer (gledajući s obale na planine) u Gdanjsku, Grudziądzu, Torunju, Wielunu, Rybniku i Cieszynu, solarno podne pada manje-više istovremeno. Razlike u vremenu bit će primjetne u gradovima smještenim na istoku i zapadu. U slučaju naše zemlje, ta razlika može doseći čak otprilike 50 minuta (npr. U Chełmu Słońce doseže svoj vrhunac 48 minuta ranije nego u Zgorzelecu). Da bi premostili ove razlike,uvedeno je zonsko vrijeme. Gotovo cijela Europa je u srednjoeuropskom vremenu, koje se određuje na temelju meridijana od 15 ° koji prolazi na našoj zapadnoj granici. Drugim riječima, 12 sati u Poljskoj, Njemačkoj, Francuskoj i mnogim drugim europskim zemljama pada kada je Sunce točno iznad meridijana ove geografske dužine.
Korekcija zemljopisne dužine za naš sunčani sat izračunat će razliku u stupnjevima između zemljopisne dužine mjesta na kojem stoji sat i zonskog meridijana (15 °) i pomnožiti rezultat s 4, jer je 1 stupanj jednak 4 minute. Izračunajmo korekciju za Krakov, grad leži na duljini od 20 °.
20 ° - 15 ° = 5 °, rezultat se pomnoži s 4, a dobivenih 20 minuta oduzima se od očitanja sa sunčanog sata (ove se razlike oduzimaju, a ne dodaju, jer se većina poljskih gradova nalazi istočno od 15. meridijana).
I još jedan primjer, ovaj put za Varšavu koja leži na duljini od 21 °:
21 ° - 15 ° = 6 °, rezultat se pomnoži s 4. Korekcija je 24 minute, koju oduzimamo od očitavanja sunčanog sata.
Na taj smo način korak do uspostavljanja službenog vremena. Sada je dovoljno uzeti u obzir korekciju koja proizlazi iz jednadžbe vremena. Ispravku za svaki dan u godini možemo pročitati iz tablice (fotografija 2).
Na primjer, ako 11. svibnja sunčani sat pokazuje 9,46 (nakon što je uzeo u obzir korekciju zemljopisne dužine), onda se nakon dodavanja 3 minute i oko 38 sekundi zaokružimo na 9,50. U razdoblju od ožujka do listopada primjenjuje se ljetno računanje vremena, pa biste dobivenom rezultatu trebali dodati još jedan sat. Dakle, u našem primjeru to će biti 10.50 sati po zimskom vremenu. Četiri puta godišnje, korekcija jednadžbe vremena iznosi 0, pa sunčani satovi pokazuju isto vrijeme kao i mehanički satovi. To se događa 15. travnja, 14. lipnja, 2. rujna i 25. prosinca.
Određivanje lokalnog meridijana
Da biste pravilno postavili sunčani sat u vrt, potrebno je odrediti lokalni meridijan (fotografija 3). To omogućuje utvrđivanje u kojoj se ravni Sunce nadvija nad vrtom i mjesto budućih mjerenja vremena. Napomena: za to nemojte koristiti kompas, jer se magnetski sjever prilično razlikuje od zemljopisnog.
1. Odaberite sunčano, ravno mjesto. Neka bude prazno i bez nejednakosti. Ovo bi trebalo biti mjesto na koje planiramo staviti sat.
2. Zabijte okomitu šipku ili ravni štap u zemlju. Vrlo pažljivo je svodimo. Bit će to mjerni gnomon, isti onaj koji su drevni ljudi koristili. Optimalna duljina je 1-1,5 m (prekratka će dati nepouzdana očitanja, a predugačka će kraj sjene zamutiti na tlu).
3.2-3 sata prije solarnog podneva, napravimo krug oko gnomona s radijusom jednakim duljini njegove sjene (tijekom ljetnog vremenskog razdoblja solarno podne se odvija oko 13 sati).
4. Označite točno mjesto na kojem kraj sjene gnomona dodiruje krug.
5. Čekamo da kraj sjene gnomona ponovo dodirne krug. To će se dogoditi 2-3 sata popodne. Obilježavamo ovo mjesto.
6. Iz dvije točke označene na kružnici crtamo lukove s istim radijusom, većim od udaljenosti između točaka (veličina ovog luka nije bitna, ali predlažemo da bude 1,5-2 puta veća od udaljenosti između točaka). Označavamo točna mjesta njihovog presijecanja - trebalo bi biti dva, po jedan sa svake strane gnomona.
7.Mjesta presijecanja lukova povezujemo ravnom crtom - trebao bi proći kroz mjesto na koje smo postavili gnomona. Čestitam, ovo je naš lokalni meridijan!
Kako biste povećali točnost takvog mjerenja, možete napraviti nekoliko krugova oko gnomona s različitim radijusom i na svakom označiti mjesta na kojima ih sjena dodiruje. Sljedeći postupak treba ponoviti za svaki od krugova, a nacrtana linija meridijana trebala bi biti jednaka za sve njih. Bez obzira na konstrukciju sunčanog sata, možemo razmotriti fiksiranje meridijana i postavljanje gnomona koji će uvijek prikazivati trenutak istinskog podneva. Ovo je jedinstvena atrakcija koju nitko drugi nema kod kuće.
Ljeti su sjene vrlo kratke, a zimi duge. Stoga se najtočnija mjerenja vrše oko ekvinocija. To se događa dva puta godišnje 20./21. Ožujka i 22./23. Rujna.
Crtanje vodoravnog sata Brojčanik
se može nacrtati pomoću bilo kojeg besplatnog računalnog programa dostupnog na Internetu (npr. Shadows Pro) ili pomoću alata za crtanje. Evo detaljnih uputa (slika 4).
1. Nacrtajte dvije okomite crte AB i CO koje se sijeku u točki O. Ovako stvoreni segmenti služit će kasnije za označavanje sati: CO će biti linija 12 sati, AO - 6 sati ujutro i OB - 18. Označit će i zemljopisne smjerove svijet.
2. Iz točke O povlačimo liniju OD tako da je kut COD imao vrijednost jednaku zemljopisnoj širini mjesta za koje je sat dizajniran. U našem primjeru to je 50 °, što odgovara južnim četvrtima Krakova.
3. Iz bilo koje točke E na OD povlačimo liniju EF okomitu na OD i sijekući CO u točki F.
4. Iz točke F povlačimo liniju GH paralelnu s AB.
5.Iz točke F izmjerimo duljinu segmenta FE kaliperom, a zatim označimo točku C na CO tako da je FC jednak FE.
6. Iz točke O, izmjerite kaliperom duljinu segmenta OC, a zatim označite točke A i B na AB liniji tako da OA i OB budu jednaki OC.
7. Iz točaka A, B i C crtamo lukove bilo kojeg jednakog radijusa.
8. Lukove dijelimo na kutove od 15 °.
9. Iz točke C produžite krakove kutova tako da prelaze liniju GH.
10. Od tako stvorenih točaka J i L vodimo pravce JK i LM paralelno sa CO i prelazeći liniju AB.
11. Iz točaka A i B produžite krakove kutova koji razdvajaju njihove lukove tako da presijecaju pravce JK i LM.
12.Iz točke O crtamo linije koje povezuju O s mjestima gdje krakovi kutova sijeku pravce GH, JK i LM.
Satne linije vodoravnog sunčanog sata sada su spremne. Evo kako označiti sate na ucrtanom satu (slika 5, redoslijed njihove primjene mora biti u smjeru kazaljke na satu).
U gornjem primjeru možete vidjeti luk povučen oko točke O gdje završavaju linije sata. Nije potrebno, ali zahvaljujući njemu izbjegavamo gustoću koja nastaje kada se toliko linija koncentrira na jednom mjestu. To je čisto estetsko pitanje. Gotovi sunčani sat postavili smo tako da se linija CO podudara s linijom lokalnog meridijana, koju smo ranije označili na mjestu gdje je sat postavljen. Točka C i kraj gnomona moraju usmjeravati prema sjeveru, točki A prema zapadu i točki B prema istoku. Točka O je, s druge strane, važna iz drugog razloga: to je takozvano središte sunčanog sata gdje mora biti donji vrh gnomona.
Dariusz Oczki,
urednik web stranice Gnomonika.pl
