Koliko je sunčani sat točan?
Ponekad možemo sresti prolaznike kako uspoređuju vrijeme na sunčanom satu sa svojim satom, au većini slučajeva možete vidjeti razlike između indikacija oba mjerača vremena. Danas namještamo satove prema vrlo preciznim atomskim satovima, pa zar sunčani satovi ne rade kako bi trebali? Naprotiv, postoje dvije korekcije koje to omogućuju. Prvi je vezan uz geografsku dužinu mjesta gdje se nalazi naš sat, a drugi proizlazi iz tzv. jednadžba vremena koja eliminira promjenjivu brzinu kojom Zemlja kruži oko sunca. Ali jedan po jedan. Sunčani sat pokazuje lokalno vrijeme, koje je stvarno vrijeme određeno prividnim kretanjem sunca. Kao 12 sati, što je podne, pretpostavljamo trenutak kada se Sunce nadvija nad određenim mjestom, odnosno doseže najvišu točku svoje dnevne putanje od istoka prema zapadu. To znači da je na mjestima sjeverno i južno od ovog mjesta potpuno isti solarni sat. Na primjer (gledajući s obale prema planinama) u Gdańsku, Grudziądzu, Toruńu, Wieluńu, Rybniku i Cieszynu sunčano podne pada više-manje u isto vrijeme. Međutim, razlike u vremenu bit će primjetne u gradovima koji se nalaze istočno i zapadno jedni od drugih. U slučaju naše zemlje, ta razlika može doseći čak oko 50 minuta (npr. u Chełmu sunce doseže svoj vrhunac 48 minuta ranije nego u Zgorzelecu). Kako bi se te razlike premostile, uvedeno je zonsko vrijeme. Gotovo cijela Europa je u srednjoeuropskom vremenu, koje se određuje na temelju 15° meridijana koji teče na našoj zapadnoj granici.Drugim riječima, 12 sati u Poljskoj, Njemačkoj, Francuskoj i mnogim drugim europskim zemljama je vrijeme kada je Sunce točno iznad meridijana ove geografske dužine.
Korekcija zemljopisne dužine za naš sunčani sat izračunat će razliku u stupnjevima između zemljopisne dužine na kojoj sat stoji i zonskog meridijana (15°) i množenjem rezultata s 4, jer 1 stupanj iznosi 4 minute. Izračunajmo korekciju za Krakov, grad leži na dužini od 20°.
20° - 15°=5°, rezultat se množi sa 4, a dobivenih 20 minuta se oduzima iz očitanja sunčanog sata (ove razlike oduzimamo, a ne dodajemo, jer većina poljskih gradova leži istočno od 15. meridijana).
I još jedan primjer, ovaj put za Varšavu, koja se nalazi na dužini od 21°:
21° - 15°=6°, rezultat se množi s 4. Korekcija je 24 minute , koje oduzimamo od sunčanog sata za čitanje.
Na ovaj način smo na korak od uspostavljanja službenog vremena.Sada je dovoljno uzeti u obzir korekciju koja proizlazi iz jednadžbe vremena. Ispravak za svaki dan u godini možemo iščitati iz tablice (slika 2).
Na primjer, ako 11. svibnja sunčani sat pokazuje 9,46 (nakon uzimanja u obzir korekcije zemljopisne dužine), tada nakon dodavanja 3 minute i oko 38 sekundi dobivamo zaokruženo na 9,50. U razdoblju od ožujka do listopada vrijedi ljetno računanje vremena, pa dobivenom rezultatu treba dodati još jedan sat. Dakle, u našem primjeru to će biti 10.50 ujutro po ljetnom vremenu. Četiri puta godišnje korekcija vremenske jednadžbe je 0, pa sunčani satovi pokazuju isto vrijeme kao mehanički satovi. To se događa 15. travnja, 14. lipnja, 2. rujna i 25. prosinca.
Pronalaženje lokalnog meridijana
Kako bismo točno postavili sunčani sat u vrtu , potrebno je postaviti lokalni meridijan (slika 3). To omogućuje određivanje u kojoj se ravnini sunce nadvija nad vrtom i mjestom budućih mjerenja vremena. Napomena: za to nemojte koristiti kompas, jer se magnetski sjever prilično razlikuje od geografskog sjevera.
1.Odaberite ravno, sunčano mjesto. Neka bude prazna i bez nejednakosti. To bi trebalo biti mjesto gdje planiramo staviti sat
2.Zabodite okomitu šipku ili ravni štap u zemlju. Vrlo pažljivo ga obrađujemo. Bit će to mjerni gnomon, isti onaj koji su koristili stari. Optimalna duljina je 1-1,5 m (prekratka će dati nepouzdana očitanja, a preduga će učiniti da se kraj sjene zamagli na tlu).
3.2-3 sata prije solarnog podneva napravimo krug oko patuljka polumjera jednakog duljini njegove sjene (tijekom ljeta solarno podne se odvija oko 13 sati) .
4.Označite točno mjesto gdje kraj sjene gnomona dodiruje krug.
5.Mi čekaj kraj sjena gnomona ponovno dodiruje krug. To će se dogoditi 2-3 sata poslijepodne. Označavamo ovo mjesto.
6.Iz dvije točke označene na kružnici povlačimo lukove istog radijusa, većeg od udaljenosti između točaka (veličine ove luk nije bitan, ali predlažemo da bude 1,5-2 puta veći od udaljenosti između točaka).Označavamo točno mjesta njihova sjecišta - trebala bi biti dva sa svake strane gnomona
7.Točke sjecišta lukova povezujemo ravnom linijom - treba proći kroz mjesto gdje smo postavili gnomon. Čestitamo, ovo je naš lokalni meridijan!
Kako biste povećali točnost takvog mjerenja, možete napraviti nekoliko krugova oko gnomona različitog radijusa i na svakom uzastopno označiti sjenom mjesta na kojima ih dodirujete. Sljedeći postupak treba ponoviti za svaki od krugova, a nacrtani meridijan mora biti isti za sve. Bez obzira na konstrukciju sunčanog sata, možemo razmisliti o popravljanju meridijana i postavljanju gnomona koji će uvijek pokazivati trenutak pravog podneva. Ovo je jedinstvena atrakcija koju nitko nema kod kuće.
Sjene su ljeti vrlo kratke, a zimi duge. Stoga se najpreciznija mjerenja vrše oko ekvinocija. To se održava dva puta godišnje 20./21. ožujka i 22./23. rujna.
Crtanje horizontalnog sataBrojčanik se može nacrtati pomoću bilo kojeg besplatnog računalnog programa dostupnog na internetu (npr. Shadows Pro) ili pomoću alati za crtanje. Ovdje je uputa korak po korak (slika 4).
1.Nacrtajte dvije okomite linije AB i CO koje se sijeku u točki O. Segmenti stvoreni na ovaj način kasnije će se koristiti za označavanje sati: CO će biti 12 o 'satne linije, AO - 6 ujutro, a OB - 18. One će također označavati zemljopisne smjerove svijeta.
2.Iz točke O povlačimo liniju IZ tako da kut COD ima vrijednost jednaku geografskoj širini mjesta za koje je sat predviđen. U našem primjeru to je 50 °, što odgovara južnim četvrtima Krakowa.
3.Iz bilo koje točke E na OD povlačimo liniju EF okomitu na OD i koja se siječe CO u točki F.
4.Iz točke F povučemo pravac GH paralelan s AB.
5.Iz točke F izmjerimo dužinu FE kaliperom, a zatim označimo točku C na CO tako da FC bude jednako FE.
6.Iz točke O izmjerimo kaliperom duljinu dužine OC, a zatim na liniji AB označimo točke A i B tako da OA i OB budu jednake OC.
7.Iz točaka A, B i C iscrtajte lukove bilo kojeg jednakog radijusa.
8.Dijelimo lukove na kutove po 15°
9.Iz točke C produžimo krakove kutova tako da sijeku pravac GH.
10.Iz dobivenih točaka J i L povučemo pravce JK i LM paralelne s CO i sijeku pravac AB.
11Iz točaka A i B produžimo krakove kutova koji razdvajaju njihove lukove tako da sijeku pravce JK i LM.
12.Iz točke O povlačimo pravce koji spajaju O s mjestima gdje su krakovi kutova sijecali pravce GH, JK i LM.
Satne linije horizontalnog sunčanog sata sada su spremne. Evo kako označiti sate na iscrtanom satu (slika 5, redoslijed njihove primjene mora biti u smjeru kazaljke na satu)
U gornjem primjeru možete vidjeti luk nacrtan oko točke O, gdje završavaju linije sata .Nije potrebno, ali zahvaljujući njemu izbjegavamo zadebljanje koje nastaje kada je toliko linija koncentrirano na jednom mjestu. Ovo je čisto estetsko pitanje. Gotov sunčani sat postavljamo tako da se linija CO poklapa s linijom lokalnog meridijana koju smo prethodno označili na mjestu gdje je sat postavljen. Točka C i kraj gnomona moraju biti okrenuti prema sjeveru, točka A prema zapadu, a B prema istoku. Točka O važna je iz još jednog razloga: to je takozvano središte sunčanog sata u kojem se mora nalaziti donji vrh gnomona.
Dariusz OczkiUrednik web stranica Gnomonika.pl
