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Horloge de hache. Laboratoire scientifique pour enfants

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Dans un sage conte folklorique russe, un soldat rusé a réussi à faire cuire une soupe aux choux ... à partir d'une hache. Cependant, tout ne s'est pas passé grâce à la hache ... Mais le fait qu'un vrai cadran solaire puisse être fabriqué à partir d'une hache et que de telles montres aient été utilisées au Moyen Âge est connu avec certitude.

Imaginez une grande souche avec une coupe horizontale ronde, une nuit étoilée claire et, bien sûr, une hache. Debout dos à l'étoile polaire, vous deviez enfoncer la lame de la hache au milieu de la souche. Dirigez ensuite la hache vers l'étoile polaire. Passez sous la hache à risque - c'est la ligne d'heures de midi. Exactement à midi, heure locale, l'ombre du manche de la hache coïncidera avec ce risque. Et si vous utilisez le moignon comme cadran, on dirait vraiment qu'il n'est pas loin de l'horloge...

Bien sûr, de nos jours, un cadran solaire n'est pas vraiment nécessaire. Presque tout le monde en a des mécaniques, et certaines personnes en ont des électroniques - vous n'avez même pas besoin de les démarrer. Et pourtant ... Imaginez la situation suivante: vous vous êtes promené dans la forêt et, comme si c'était un péché, personne n'a de montre-bracelet avec lui. Le soleil brille dans le ciel. Si vous savez vous en servir, vous pourrez non seulement déterminer l'heure, mais aussi vous orienter sur le terrain. De plus, n'est-il pas intéressant de savoir comment le temps était déterminé dans les temps anciens, quand il n'y avait pas du tout de montres-bracelets ou de poche ? Voyons quelles montres nos compatriotes utilisaient il y a des centaines d'années.

Devant nous se trouve un morceau de bois triangulaire avec un fil à plomb, trouvé il y a environ cent ans dans la province de Yaroslavl. Au milieu du triangle se trouve un grand trou rond. Est-ce une montre ? Oui, imaginez une horloge. Ils étaient utilisés par les bergers russes il y a au moins trois siècles, et même bien avant.

L'horloge a la forme d'un triangle isocèle avec un angle au sommet de 47°. Cet angle, bien sûr, n'est pas accidentel, 47°:2=23°30'. Et cette valeur est bien connue de tous ceux qui connaissent au moins un peu l'astronomie. + 23°30' - la déclinaison maximale du Soleil au cours de l'année. Et la minimale est de -23°30'. La différence entre eux donnera à nouveau le même 47°.

Malheureusement, nous n'avons pas l'occasion de donner tous les calculs et raisonnements astronomiques qui justifient la conception de l'horloge. Ceux d'entre vous qui sont intéressés le découvriront par eux-mêmes à l'aide d'un manuel d'astronomie et de la partie permanente du calendrier astronomique. Et nous ferons attention à autre chose. Nous avons dit que de simples bergers utilisaient ces montres en Rus'. Les gens ne sont pas simplement incultes - analphabètes. Et soudain, il s'avère que la conception de la montre de berger est basée sur des vérités scientifiques assez complexes, qui, même aujourd'hui, ne peuvent être comprises sans un travail acharné et réfléchi. Merveilleux?

Bien sûr, il n'y a pas de miracle ici. Les bergers ne connaissaient pas l'astronomie, et pourtant ils ont pu faire cette veille, basée sur une pratique séculaire, sur des observations qui se sont transmises entre les peuples de génération en génération. Des exemples de ces "choses intelligentes" peuvent être trouvés dans de nombreux musées, et peut-être que vous les avez aussi chez vous. Soyez prudent avec les vieilles choses. Comme les personnes âgées, ils ont beaucoup à dire.

Cependant, revenons à notre horloge triangulaire, ou plutôt à leur image (malheureusement, pas une seule copie "vivante" de cette horloge n'a survécu à ce jour). Sur le côté gauche du triangle, vous pouvez voir un petit trou traversant (point "mais"), et à l'intérieur du cercle en face de ce point il y a une marque "b" - si droit un B passe par le centre du cercle. Nous n'avons encore rien dit sur la façon dont nous avons choisi l'emplacement du trou sur le triangle. а. Bien sûr, ce n'était pas sans importance. La règle pour trouver son centre était celle-ci : l'angle entre la ligne aOb et la base du triangle est égale à l'angle entre la position de midi du Soleil et l'horizon aux équinoxes.

Deux rangées parallèles de trous sont visibles à la base du triangle : 9 en bas et 8 en haut. C'est une sorte d'échelle. Nous allons maintenant voir comment cela fonctionne. Nous allons attacher un fil à plomb au sommet du triangle et essayer de déterminer l'heure par cette horloge. Cela se fait de la manière suivante. Nous pointons l'horloge vers le Soleil avec un trou а- pour que sur la marque б rayon de soleil est tombé. Il est clair que dans ce cas le fil à plomb prendra une certaine position par rapport aux trous, en fonction de l'heure de la journée. Si le Soleil vient de se lever, le fil à plomb passera très près du bord. А. Plus loin ... cependant, nous citerons ce qui est dit dans l'ancien magazine, où nous avons trouvé un message sur cette montre.

"Au fur et à mesure que le Soleil se lève, lors de l'observation, il sera nécessaire d'élever constamment le trou а, avec lequel la position du fil à plomb changera également, qui se déplacera progressivement de gauche à droite; passant le long de la rangée inférieure de points, dont il y en a neuf au total, il indiquera les heures du matin de la journée : le dernier point à droite indiquera 11 h XNUMX, à midi, le fil à plomb ira jusqu'au bord Б, et le trou а atteint la position la plus élevée. Puis, alors que le Soleil descend, le trou а commencera à tomber, et le fil à plomb indiquera les heures de l'après-midi, passant le long de la rangée supérieure de points, mais déjà de droite à gauche; le premier point signifiera un dans l'après-midi, le deuxième 2 heures, etc., le dernier - 8 heures, et au coucher du soleil, le fil à plomb se trouvera à nouveau le long du bord А".

Il faut penser que si nous décidions d'utiliser de telles montres aujourd'hui, leur échelle pourrait être rendue plus pratique et plus précise que sur l'ancien modèle. Comment? Nous vous laisserons probablement cela. Les lectures d'horloge les plus précises seront en juin, lorsque le Soleil est le plus haut au-dessus de l'horizon. Si en juin la côteБ sert de repère horaire pour midi, puis les autres mois il faudra le décaler d'un point de la rangée inférieure vers la gauche (pour mai et juillet), de deux points (pour avril et août), etc. : dans ce manière dont nous prenons en compte la diminution de la durée du jour solaire.

Et voici une autre version du même cadran solaire. La seule différence est qu'ils sont en cuivre et se trouvent un peu plus au sud - dans la province de Vladimir (cela s'est passé avant la révolution). A première vue, ces deux "chronomètres" n'ont rien en commun. En effet, où est le triangle, où est le trou rond, où est "l'échelle" ? Si vous regardez bien, tout y est. Au lieu d'un trou rond - une tasse ronde sur le dessus, avec le même petit trou pour le rayon de soleil et une marque pour le "lapin". Le rôle de l'échelle est joué par deux membres avec des lettres. Au sommet de la tasse se trouve un crochet à plomb. Le reste - très probablement "pour la beauté".

Il y a des suggestions que les deux montres pourraient également servir de calendrier...

L'auteur de la conception suivante du cadran solaire nous est connu. Comme l'a rapporté le journal Izvestia de la Société astronomique russe, ils ont été "conçus et construits par le prêtre de la 17e brigade d'artillerie, D.P. Mudrolyubov". Les voici sur la photo suivante. Un support métallique vertical avec un fil fin tendu dessus est installé sur une base fixe. Perpendiculaire au support en son milieu, un arc est soudé dans 1/3 du cercle. L'ensemble de ce système peut pivoter autour de l'axe vertical et dans le plan du support. Sur l'arc (il sert de branche), l'échelle des heures est appliquée: au centre (le point d'intersection de l'arc avec le support) - division de midi (12 heures), à gauche se trouvent les heures avant midi ( 11, 10, 9, 8, 7, 6), à droite - après-midi ( 13, 14, 15, etc.). Le prix de division horaire est de 1/24 de cercle (15°). Pourquoi donc - cette fois, cela devrait être clair pour vous sans aucune digression particulière dans l'astronomie.

Mais comment faire pour que cette montre affiche l'heure ? Fait intéressant, vous devez d'abord attendre ... une nuit étoilée claire. Le cadre avec le membre doit être fixé dans une position telle que le fil tendu sur le cadre soit dirigé vers l'étoile polaire et que le fil à plomb suspendu au milieu du fil pointe exactement vers la division de midi. Maintenant, par une journée ensoleillée, l'ombre du fil indiquera l'heure du jour sur le membre, et si l'appareil est de taille suffisante, la précision de ses lectures peut être très élevée. Seule remarque : le vrai midi astronomique correspond à 12 heures seulement à l'équateur. Dans tous les autres cas, cela dépend de la latitude du lieu (bien que ce ne soit pas le cas - le vrai midi astronomique dépend de équations du temps.) Par exemple, à la latitude de Moscou, le midi astronomique correspond à environ 12 heures et 30 minutes. Une modification appropriée doit donc être apportée. N'oubliez pas non plus la maternité et le temps saisonnier.

N'est-il pas vrai que ces montres ressemblent beaucoup aux montres anciennes avec lesquelles nous avons commencé notre histoire ? Et ce n'est pas étonnant : le nouveau est l'ancien bien oublié.

Regardez le dessin. Il représente un cadran solaire utilisé par les anciens légionnaires romains. Ce cadran en pierre a été trouvé dans la ville ouest-allemande de Wiesbaden. Le long du périmètre du cercle, il y a des inscriptions en grec indiquant les pays du monde, et au milieu il y a une figure complexe sous la forme d'une hache à double face de l'ancien licteur romain (garde). Les scientifiques ne savent toujours pas exactement comment le temps était compté par ces montres. Probablement, la montre avait d'autres pièces. Le temps ne les a pas retenus...

Et le dernier - peut-être le plus inattendu de toute notre histoire. Saviez-vous que le cadran solaire le plus simple et le plus fiable (et une boussole en même temps) c'est... vous-même ? Maintenant, nous allons le prouver. Supposons que le matin vous alliez dans la forêt chercher des baies, vous alliez très loin pendant la journée, et maintenant, quand c'est le soir, vous ne savez pas si vous rentrez chez vous par le bon chemin. Nous sommes sûrs que vous connaissez de nombreuses façons de sortir de cette difficulté. Mais en voici un autre. Rappelez-vous si vous avez vu votre ombre lorsque vous êtes entré dans la forêt le matin. (En règle générale, une personne fait attention à son ombre, il est donc peu probable que ce détail vous échappe). Si avant midi votre ombre attirait de temps en temps votre attention, alors, maintenant que vous rentriez chez vous, vous devriez faire en sorte que l'ombre soit à nouveau devant: après tout, le soleil a eu le temps de se déplacer vers l'ouest pendant la journée. Et vice versa, si le matin vous n'avez pas vu votre ombre, - l'après-midi, si vous voulez être à l'heure pour le dîner, vous devez tout le temps vous éloigner de votre ombre. Bien sûr, une telle orientation est très approximative, et pourtant, dans la plupart des cas, elle aide le voyageur égaré.

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