Güneş saati nasıl yapılır? Kartonla okul ödevi için adım adım rehber
Karton, iletki ve bir üçgenle çalışan güneş saati yapımı: enlem açısı, hazır saat çizgisi tablosu, yönlendirme, güvenlik notu, çocuklara sorular ve neden saatinizle uyuşmadığının açıklaması.
Güneş saati yapmak için bir karton levhaya saat çizgileri çizilir ve üzerine, Dünya'nın eksenine paralel duracak şekilde eğik bir karton üçgen (gnomon) dikilir. Üçgenin eğimi bulunduğunuz yerin enlemine eşit olur. Dış mekâna, güneşli bir yere ve gerçek kuzeye doğru yerleştirdiğinizde üçgenin gölgesi gün boyunca saat çizgileri üzerinde yürür. Yapımı yaklaşık bir saat sürer; 5. sınıftan liseye kadar okul ödevi olarak uygundur.
Yaş düzeyi ve süre
Basit gölge saati (dik bir çubuk) 2-4. sınıflar için, kartondan eğik üçgenli saat 5-8. sınıflar için uygundur. Açıları formülle hesaplamak lise düzeyine aittir. Yapım yaklaşık bir saat, ayarlama ve gözlem bir gündür.
Malzeme listesi
- Kalın karton (en az 30 x 30 cm) ve bir parça daha karton ya da ince mukavva
- Cetvel, iletki, kurşun kalem ve silgi
- Makas ya da maket bıçağı (yetişkin gözetiminde)
- Yapıştırıcı ve bant
- Pusula ya da telefondaki pusula uygulaması
- Düz bir tahta ya da sert bir tepsi (kartonu rüzgâra ve neme karşı sabitlemek için), ağırlık olarak birkaç taş
Güvenlik notu
- Makas ve maket bıçağı yetişkin gözetiminde kullanılsın; kesim işini bıçak yerine makasla yapmak daha güvenlidir.
- Güneş saati yapılırken Güneş'e bakmanız gerekmez. Güneş'e çıplak gözle bakmayın; saati yalnızca gölgeye bakarak okuyun.
- Yaz günlerinde uzun süre açıkta çalışırken şapka ve su alın.
Önce enleminizi öğrenin
Güneş saatinin tek kritik ayarı enlemdir. Bir harita uygulamasından bulunduğunuz yerin enlemini bakın. Yaklaşık değerler: İstanbul 41°, Ankara 40°, İzmir 38,4°, Antalya 36,9°, Trabzon 41°, Diyarbakır 37,9°. Aşağıdaki tabloda 36°, 38°, 40° ve 42° için hazır değerler var; enleminiz iki değerin arasındaysa aradaki sayıyı tahmin edin.
Adım adım yapılış
- Zemin levhasını hazırlayın. Karton levhanın alt kenarından 5 cm yukarıda, yatay kenarın ortasında bir nokta işaretleyin; buna merkez deyin. Merkezden levhanın üst kenarına dik bir çizgi çekin: bu çizgi öğle çizgisidir (12:00).
- Saat çizgilerini çizin. İletkiyi merkeze yerleştirip öğle çizgisinden itibaren aşağıdaki tablodaki açıları işaretleyin. Öğle çizgisinin solundaki çizgiler öğleden önceki saatler (11, 10, 9, 8, 7), sağındaki çizgiler öğleden sonraki saatlerdir (13, 14, 15, 16, 17). Merkezden her işarete bir çizgi çekin. Merkezden yatay çizilen çizgi 6:00 ve 18:00 çizgisidir.
- Gnomonu (üçgen) kesin. Dik üçgenin tabanı 12 cm olsun. Taban ucundaki dar açı enleminize eşit olmalı. Yükseklik = 12 cm x tan(enlem): 36° için 8,8 cm, 38° için 9,4 cm, 40° için 10,1 cm, 42° için 10,8 cm. Üçgenin altına 1,5 cm'lik bir katlama payı bırakın.
- Gnomonu yapıştırın. Üçgenin eğimli kenarının alt ucu (dar açının olduğu köşe) tam merkeze gelsin. Taban öğle çizgisinin üzerinde, kuzeye (levhanın üst kenarına) doğru uzansın; dik kenar kuzey ucunda dikey dursun. Üçgenin yüzü levhaya tam dik olsun. Bunun için bir kâğıt köşesi ya da kutu köşesiyle kontrol edebilirsiniz.
- Levhayı tahtaya sabitleyin. Karton nemden bükülür; düz bir tahtaya ya da tepsiye bantlayın. Taşlarla ağırlık yapın.
- Dışarı çıkarın, gerçek kuzeyi bulun. Levhayı yatay, güneşli bir zemine koyun. Öğle çizgisinin ucunu kuzeye çevirin. Pusula manyetik kuzeyi gösterir ve gerçek kuzeyden birkaç derece sapar. Daha doğrusu bir çubuğun gölgesinin en kısa olduğu an (güneş öğlesi) gölge tam kuzeyi gösterir: bu yöntemle levhayı ayarlamak daha güvenilirdir (güneş öğlesinin cep saatindeki karşılığını aşağıda bulacaksınız).
- Gözlem yapın. Gnomonun gölgesinin hangi saat çizgisine düştüğüne bakın. Gün boyunca saat başı fotoğraf çekip çizgilerin kontrolünü yapın.
Saat çizgileri açı tablosu
Aşağıdaki açılar öğle çizgisinden itibaren derece olarak ölçülür; formül tan(açı) = sin(enlem) x tan(15° x öğleden uzaklık saati) şeklindedir.
| Öğleden uzaklık (saat) | Enlem 36° | Enlem 38° | Enlem 40° | Enlem 42° |
|---|---|---|---|---|
| 1 saat (11:00 / 13:00) | 9,0° | 9,4° | 9,8° | 10,2° |
| 2 saat (10:00 / 14:00) | 18,7° | 19,6° | 20,4° | 21,1° |
| 3 saat (9:00 / 15:00) | 30,4° | 31,6° | 32,7° | 33,8° |
| 4 saat (8:00 / 16:00) | 45,5° | 46,8° | 48,1° | 49,2° |
| 5 saat (7:00 / 17:00) | 65,5° | 66,5° | 67,4° | 68,2° |
Neden saatimle uyuşmuyor?
Güneş saati, Güneş'in gökyüzündeki yerini gösterir; yerel güneş saatidir. Türkiye'nin saati 45° doğu boylamına göre ayarlandığı için Güneş'in en yüksek noktasına ulaştığı güneş öğlesi, cep saatinizde 12:00 değildir. Örneğin yaklaşık olarak İstanbul'da 13:04, Ankara'da 12:49, İzmir'de 13:11 civarında güneş saati 12'yi gösterir. Ayrıca Dünya'nın yörüngesi eliptik ve ekseni eğik olduğundan yıl boyunca bu fark en çok yaklaşık 15 dakika kadar kayar. Bu yüzden iyi bir güneş saati bile kol saatiyle birebir tutmaz; bu, yapılan bir hata değildir.
Çocuklara sorulacak sorular
- Gölge neden öğlen en kısadır? Neden sabah ve akşam uzar?
- Gölge neden sabah batıya, akşam doğuya düşer?
- Bulutlu havada, geceleyin ya da gölgede güneş saati çalışır mı?
- Gnomonun eğimi enleme eşit değilse çizgiler ne olur?
- Ekvatorda ve kutupta bir güneş saatinin gnomonu nasıl eğimli olurdu?
Bilimsel açıklama
Dünya kendi ekseni etrafında bir günde 360° döner; bu saatte 15° eder. Gnomonun eğimli kenarı Dünya'nın dönme eksenine paralel olacak şekilde yönlendirilir; bu eksen kuzey yarım kürede Kutup Yıldızı'na yakın bir noktayı gösterir. Bu yüzden Güneş gökyüzünde saatte 15° ilerlerken gnomonun gölgesi de eşit hızda döner. Gölge, eksene dik bir düzlemde 15°'lik eşit adımlarla ilerler; ama yatay levha bu düzleme eğik olduğundan saat çizgilerinin araları eşit çıkmaz ve açılar tanjant formülüyle hesaplanır. Enlemin gnomon açısı olması da Kutup Yıldızı'nın ufuktan yüksekliğinin yaklaşık olarak enleme eşit olmasındandır: kutupta yıldız tepenizdedir, ekvatorda ufuktadır.
Daha kolay bir yöntem: gölgeyi işaretleyin
Hesap yapmak istemeyen küçük çocuklar için daha basit bir yol var. Güneşli bir günde düz bir zemine dik bir çubuk (ya da kartondan yapılmış küçük bir üçgen) dikin. Her saat başı çubuğun gölge ucunu tebeşirle işaretleyip yanına saati yazın. Böylece kendi gölge saatinizi çıkarmış olursunuz. Gölge ucunun işaretleri mevsime göre uzar ya da kısalır, çünkü gölgenin boyu Güneş'in yüksekliğine bağlıdır; saati gölgenin yönünden okumak daha güvenilirdir.
Ödev olarak sunmak için
Yapım aşamalarını fotoğraflayın, çizgi açılarını nasıl hesapladığınızı ve gnomon eğimini enleminize nasıl bağladığınızı kısaca yazın. Gün içinde saat başı okuma yapıp kol saatinizle farkı bir tabloya geçirin; farkı açıklayabilirseniz ödeviniz çok güçlenir. Gözlemlerinizi saklamak için gökyüzü gözlem defteri işinize yarar. Daha fazla ödev fikri için uzay ödevleri ve etkinlikleri rehberine bakabilirsiniz.
Bu haberi nasıl buldunuz?
İlk oyu siz verin
