Jam matahari adalah perangkat yang menggunakan posisi matahari untuk mencerminkan waktu. Tongkat tegak, yang disebut gnomon, diposisikan untuk memberikan bayangan ke wajah jam matahari yang telah ditandai sebelumnya. Saat matahari bergerak melintasi langit, bayangan juga bergerak. Konsepnya dapat dengan mudah didemonstrasikan di halaman belakang Anda dengan jam matahari yang sangat dasar yang dibangun dengan tongkat dan beberapa batu kecil. Ada banyak proyek mudah yang dapat dilakukan anak-anak untuk mempelajari konsepnya juga. Untuk sesuatu yang sedikit lebih maju, Anda dapat membuat jam matahari permanen di taman atau halaman belakang Anda. Setelah beberapa pengukuran dan sedikit pertukangan, itu akan mencerminkan waktu dengan tepat.
Langkah
Metode 1 dari 3: Menggunakan Tongkat dan Batu
Langkah 1. Kumpulkan alat Anda
Jam matahari yang sangat mendasar ini adalah cara yang bagus untuk menjelaskan konsep dengan sedikit perencanaan. Yang Anda butuhkan untuk membuatnya adalah beberapa item sederhana yang ditemukan di halaman belakang Anda. Alat-alat tersebut berupa tongkat lurus (panjangnya sekitar dua kaki), segenggam kerikil dan jam tangan atau ponsel untuk menunjukkan waktu.
Langkah 2. Temukan area yang cerah untuk menanam tongkat
Carilah tempat yang mendapat paparan sinar matahari penuh sepanjang hari. Dorong salah satu ujung tongkat ke rumput atau tanah. Jika Anda tinggal di belahan bumi utara, sedikit miringkan tongkat ke arah utara. Jika Anda tinggal di belahan bumi selatan, sedikit miring ke selatan.
- Jika Anda tidak memiliki akses ke area berumput dengan tanah lunak, Anda dapat berimprovisasi.
- Isi ember kecil dengan pasir atau kerikil dan tanam tongkat langsung di tengahnya.
Langkah 3. Mulai pukul 7:00 pagi
Jika Anda ingin menyelesaikan jam matahari dalam satu hari, mulailah di pagi hari setelah matahari terbit sepenuhnya. Periksa tongkat pada pukul 07.00 Saat matahari bersinar di atasnya, tongkat itu akan membentuk bayangan. Gunakan salah satu kerikil Anda untuk menandai tempat bayangan jatuh di tanah.
Langkah 4. Kembali ke tongkat setiap jam
Setel alarm atau awasi arloji Anda sehingga Anda dapat memperbarui tombol di bagian atas setiap jam. Kembali pada pukul 8:00 pagi dan gunakan kerikil lain untuk menandai di mana bayangan tongkat jatuh di tanah. Lakukan hal yang sama pada jam 9.00, 10.00 dan seterusnya.
- Jika Anda menginginkan akurasi tertinggi, gunakan kapur untuk menandai setiap kerikil dengan waktu yang tepat saat Anda meletakkannya di tanah.
- Bayangan akan bergerak searah jarum jam.
Langkah 5. Lanjutkan proses ini hingga senja
Kembali setiap jam dan tandai dengan kerikil di tanah. Lakukan ini sampai tidak ada lagi sinar matahari yang tersisa di siang hari. Jam matahari Anda akan lengkap di penghujung hari. Selama matahari bersinar, Anda dapat menggunakan perangkat sederhana ini untuk mengetahui jam berapa hari ini.
Metode 2 dari 3: Menggunakan Piring Kertas dan Sedotan
Langkah 1. Kumpulkan alat Anda
Jam matahari yang mudah ini adalah proyek yang bagus untuk anak-anak di hari musim panas. Alat yang dibutuhkan sangat sederhana – Anda mungkin sudah memiliki semua yang Anda butuhkan di rumah. Barang-barang yang dibutuhkan adalah krayon/spidol, piring kertas, pensil runcing, pin penekan, penggaris dan sedotan plastik lurus.
Mulailah menyiapkan piring sekitar pukul 11:30 pada hari yang cerah dan tidak berawan
Langkah 2. Tulis angka 12 di bagian paling ujung piring
Gunakan krayon atau spidol untuk ini. Ambil pensil yang diasah dan dorong melalui bagian tengah piring kertas. Lepaskan pensil sehingga Anda memiliki lubang di tengahnya.
Langkah 3. Gunakan penggaris untuk menggambar garis lurus
Gambarlah dari 12 ke lubang yang Anda buat di tengah piring. Angka ini mewakili jam 12 siang.
Langkah 4. Gunakan kompas untuk menentukan kutub langit terdekat
Jerami Anda, atau gnomon, harus mengarah ke kutub langit terdekat, yang sejajar dengan sumbu bumi. Itulah Kutub Utara bagi mereka yang tinggal di Belahan Bumi Utara. Jika Anda tinggal di belahan bumi selatan, itu adalah Kutub Selatan.
Langkah 5. Bawa piring keluar sesaat sebelum tengah hari
Letakkan di tanah di area yang akan mendapat paparan sinar matahari penuh sepanjang hari. Tempelkan sedotan melalui lubang di tengah piring.
Langkah 6. Dorong sedotan sedikit
Lakukan ini sehingga miring ke arah kutub langit terdekat.
Langkah 7. Putar piring tepat tengah hari
Putar sehingga bayangan sedotan sejajar dengan garis yang Anda gambar. Karena Anda hanya mengukur jam siang hari, pelat akan terlihat seperti jam, yang hanya menunjukkan 12 jam.
Langkah 8. Amankan pelat ke tanah
Masukkan beberapa pin penekan melalui pelat agar tetap terpasang di tempat yang sama di tanah.
Langkah 9. Kembali ke piring satu jam kemudian
Pukul 13.00, kembali ke piring dan periksa posisi bayangan sedotan. Tulis nomor 1 di bagian paling ujung piring, di mana Anda melihat bayangan jatuh.
Langkah 10. Atur alarm dan kembali ke luar setiap jam
Lanjutkan menandai posisi bayangan di tepi piringan. Anda akan mengamati bahwa bayangan bergerak searah jarum jam.
Langkah 11. Bicaralah dengan anak Anda tentang bayangan itu
Tanyakan kepada mereka mengapa menurut mereka bayangan itu bergerak. Jelaskan apa yang terjadi saat bayangan bergerak di sekitar dial.
Langkah 12. Ulangi proses ini sampai senja
Terus tandai piring setiap jam sampai Anda kehabisan sinar matahari. Pada titik ini, jam matahari akan lengkap.
Langkah 13. Periksa piring keesokan harinya
Mintalah anak Anda kembali ke piring pada hari yang cerah berikutnya dan memberi tahu Anda waktu berdasarkan posisi bayangan. Perangkat sederhana ini dapat digunakan untuk mengetahui waktu pada hari yang cerah.
Metode 3 dari 3: Membangun Jam Matahari Tingkat Lanjut
Langkah 1. Potong lingkaran berdiameter 20 inci dari kayu lapis inci
Lingkaran ini akan menjadi wajah jam matahari. Lapisi kedua sisi lingkaran kayu dengan primer. Saat primer mengering, pikirkan seperti apa tampilan jam matahari Anda. Anda harus memilih gaya angka, seperti angka Romawi, angka standar, dan sebagainya.
- Pilih warna yang ingin Anda gunakan dan, jika Anda suka, gambar atau ilustrasi untuk diterapkan pada wajah.
- Buat sketsa beberapa desain berbeda sampai Anda menyelesaikan sesuatu yang final.
Langkah 2. Gambarlah desain akhir Anda pada selembar kertas bundar besar
Anda akan menggunakan ini sebagai stensil untuk mentransfer desain ke lingkaran kayu, jadi gambarkan ke skala. Sekarang Anda perlu memasukkan angka ke dalam desain, yang akan membutuhkan pengukuran yang tepat. Gunakan penggaris dan busur derajat untuk melakukan ini.
- Mulailah dengan angka 12 di bagian paling atas, seperti wajah jam.
- Ukur di mana pusat lingkaran berada, lalu gunakan penggaris untuk menggambar garis tepat dari 12 ke tengah.
Langkah 3. Gunakan busur derajat untuk mengukur tepat 15 derajat ke kanan
Tandai nomor 1 di sana. Gunakan penggaris untuk menggambar garis jam lainnya. Lanjutkan menandai angka dengan tepat 15 derajat. Bergerak searah jarum jam dan gunakan busur derajat untuk terus menandai angka. Kerjakan jalan Anda sampai Anda mendapatkan nomor 12. Ini akan berada tepat di seberang 12 pertama. Ini mewakili tengah hari dan tengah malam.
- Kemudian mulai lagi dengan 1 sampai Anda kembali ke 12 yang asli di bagian paling atas. Angka-angka sekarang secara akurat ditandai di atas kertas.
- 24 jam penuh diwakili untuk akurasi yang paling tepat. Saat musim berganti, begitu pula posisi Bumi. Di musim panas, hari lebih panjang. Di musim dingin, mereka lebih pendek.
- Ada hari-hari di musim panas ketika siang hari lebih dari 12 jam.
Langkah 4. Cat desain Anda ke lingkaran kayu
Gunakan kertas Anda sebagai stensil sehingga angka dan garis jam cocok dengan apa yang telah Anda ukur dengan tepat. Gunakan spidol cat untuk meletakkan angka pada kayu, karena akan melibatkan pekerjaan detail yang halus. Spidol cat lebih disukai daripada spidol permanen, karena lebih tahan terhadap elemen.
Langkah 5. Dapatkan gnomon
Gnomon adalah bagian dari jam matahari yang akan memberikan bayangan. Ini adalah panjang pipa berulir, dan Anda harus memiliki panjang sekitar dua atau tiga inci. Diameternya harus setengah inci. Pastikan diameter gnomon sedikit lebih lebar dari pipa itu sendiri. Improvisasi ujung berbentuk kerucut.
- Panjang pipa dan ujung gnomon tidak boleh lebih dari tiga inci.
- Warnai gnomon dengan warna apa pun yang Anda suka. Ini akan menjaganya dari karat.
Langkah 6. Siapkan tiang jam matahari untuk pemasangan
Tiang adalah tempat wajah jam matahari, lingkaran kayu, akan dipasang. Anda akan membutuhkan tiang kayu berbentuk tekanan 4x4x8 yang telah dirawat di luar ruangan. Itu harus benar-benar lurus dan tidak ada retakan besar di dalamnya. Untuk memasangnya dengan benar, bagian atas tiang harus dipotong dengan sudut yang tepat.
- Untuk mendapatkan sudut ini, kurangi garis lintang Anda saat ini dari 90 derajat.
- Misalnya, jika Anda berada di garis lintang 40 derajat LU, Anda akan menggambar sudut 50 derajat pada 4x4.
Langkah 7. Potong sudut ke dalam pos
Gambarlah garis pada sudut siku-siku menggunakan kotak tukang kayu. Gambar garis ini enam inci dari bagian atas pos. Garis adalah sisi bawah sudut. Gunakan busur derajat untuk mengukurnya, lalu potong sudutnya dengan gergaji meja.
- Kemudian ukur bagian tengah wajah jam matahari dan bor lubang di sana.
- Uji pemasangan tiang ke permukaan jam matahari dengan sekrup lag 5/16 inci, hanya untuk memastikan semuanya cocok satu sama lain dengan benar.
Langkah 8. Gali lubang untuk tiang
Temukan tempat yang cerah untuk jam matahari Anda dan gali lubang untuk tiangnya. Pastikan Anda tidak mengganggu kabel atau saluran yang terkubur di bawah tanah. Masukkan pos ke dalam lubang. Uji untuk memastikan tingginya tidak lebih dari lima kaki dari tanah saat berdiri tegak. Gunakan kompas untuk memastikan sudut yang Anda potong pada tiang menghadap ke utara. Gunakan tingkat tukang kayu untuk memastikan tiang berdiri tegak lurus.
- Pasang tiang secara permanen dengan menuangkan dan memasangnya di semen.
- Biarkan beberapa hari sebelum memasang permukaan jam matahari, sehingga semen benar-benar kering.
Langkah 9. Pasang wajah jam matahari ke tiang
Gunakan sekrup lag berukuran 5/16 inci kali 2 inci untuk memasang muka. Kencangkan sekrup secukupnya sehingga menahan wajah pada tempatnya, tetapi Anda masih dapat memutar wajah dengan mudah. Tempatkan flens langsung di atas wajah jam matahari.
- Anda harus dapat melihat sekrup lag di lubang tengah flensa.
- Gunakan tangan kanan Anda untuk memasang pipa gnomon ke flens, yang harus Anda pegang di tangan kiri Anda.
Langkah 10. Putar wajah jam matahari sehingga jam 6 pagi
dan jam 6 sore garis-garisnya horizontal. Kemudian sejajarkan gnomon sehingga garis-garis yang sama itu terlihat seperti lurus melalui tengah. Pastikan antrean pada jam 12 siang juga terlihat seperti akan langsung melalui gnomon.
Langkah 11. Atur waktu dan pasang gnomon
Anda harus mengatur waktu selama Daylight Saving Time untuk membaca secara akurat. Pegang flensa dengan stabil dengan tangan kiri Anda. Gunakan tangan kanan Anda untuk memutar wajah jam matahari. Periksa waktu saat ini. Terus putar wajah sampai bayangan gnomon menunjukkan waktu yang sama pada jam matahari. Gunakan pensil untuk menandai di mana keempat sekrup flensa berada dan kemudian lepaskan flensa.
- Sekarang kencangkan sekrup lag. Jangan gerakkan wajah jam matahari saat Anda melakukan ini.
- Bor lubang untuk keempat sekrup dan kemudian kencangkan flensa ke jam matahari.
- Terakhir, pasang gnomon.
