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Eine Sonnenuhr ist eine Vorrichtung, die mithilfe des Sonnenstandes die Zeit anzeigt. Ein senkrechter Stab, als Gnomon oder Schattenstab bezeichnet, wird hierfür so positioniert, dass er einen Schatten auf das Zifferblatt der Sonnenuhr wirft. Während die Sonne ihre Bahn über den Himmel zieht, bewegt sich auch der Schatten. Das Konzept lässt sich mit einer sehr schlichten Sonnenuhr bestehend aus einem Stock und einer Handvoll Steinen ganz einfach in deinem Garten demonstrieren. Zudem gibt es noch weitere einfache Projekte, mit denen auch Kinder das Konzept lernen können. Für ein etwas komplexeres Modell kannst du auch eine bleibende Sonnenuhr in deinen Garten oder vor dein Haus setzen. Mit ein paar Messungen und etwas Handwerkskunst wird sie die Zeit genau wiedergeben.
Vorgehensweise
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Hole die benötigten Utensilien zusammen. [1] X Forschungsquelle Diese grundlegende und sehr einfache Sonnenuhr eignet sich großartig, um das Konzept mit sehr wenig Planung zu erklären. Du benötigst lediglich ein paar einfache Gegenstände aus deinem Garten: einen geraden Stock (etwa 60 cm lang), eine Handvoll Kieselsteine und eine Armbanduhr oder ein Handy, um die Uhrzeit abzulesen.
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Finde ein sonniges Plätzchen für den Stock. [2] X Forschungsquelle Suche nach einem Platz, der den ganzen Tag über Sonne bekommt, und stecke dort ein Ende des Stockes in das Gras oder die Erde. Wenn du auf der nördlichen Halbkugel lebst, solltest du den Stock ein wenig nach Norden neigen. Auf der Südhalbkugel sollte der Stock hingegen leicht nach Süden geneigt sein. [3] X Forschungsquelle
- Wenn du keine Grasfläche mit weicher Erde hast, kannst du auch improvisieren.
- Fülle einen kleinen Eimer mit Sand oder Kieseln und stecke den Stock direkt in die Mitte.
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Beginne um sieben Uhr morgens. [4] X Forschungsquelle Wenn du die Sonnenuhr an einem Tag fertigstellen möchtest, musst du beginnen, wenn die Sonne am Morgen ganz aufgegangen ist. Schaue dir den Stock um sieben Uhr morgens an. Wenn die Sonne auf ihn scheint, wirft der Stock einen Schatten. Benutze einen der Kieselsteine, um den Punkt, wo der Schatten auf den Boden trifft, zu markieren.
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Schaue jede Stunde nach dem Stock. [5] X Forschungsquelle Stelle dir einen Wecker oder behalte die Uhrzeit im Auge, damit du das Zifferblatt deiner Sonnenuhr zu jeder vollen Stunde um einen Stein ergänzen kannst. Schaue um acht Uhr erneut nach und benutze einen weiteren Kieselstein, um den Schatten des Stocks auf dem Boden zu markieren. Wiederhole dies auch um neun Uhr, zehn Uhr und so weiter.
- Wenn du auf besondere Genauigkeit wert legst, benutze Kreide, um auf jedem Stein die genaue Uhrzeit zu schreiben, um die du ihn hingelegt hast.
- Der Schatten wird sich im Uhrzeigersinn bewegen. [6] X Forschungsquelle
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Fahre bis zum Sonnenuntergang hiermit fort. Schaue jede Stunde nach dem Stock und markiere seinen Schattenwurf mit einem Kieselstein auf dem Boden. Tue dies, bis die Sonne keine Schatten mehr wirft. Am Ende des Tages wird deine Sonnenuhr fertig sein und du kannst sie benutzen, um tagsüber die Uhrzeit zu bestimmen.Werbeanzeige
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Hole alle Utensilien zusammen. [7] X Forschungsquelle Diese Sonnenuhr eignet sich im Sommer großartig als Projekt für Kinder. Die benötigten Utensilien sind recht simpel, sodass du sie wahrscheinlich alle in deinem Zuhause hast. Ihr benötigt Wachsmal- oder Filzstifte, einen Pappteller, einen spitzen Bleistift, Reißzwecken, ein Lineal und einen geraden Plastiktrinkhalm.
- Beginne damit, den Teller gegen 11:30 an einem sonnigen, wolkenlosen Tag vorzubereiten. [8] X Forschungsquelle
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Schreibe die Nummer 12 an den Rand des Tellers. Benutze hierzu einen Wachsmalstift oder einen Filzstift. Nimm den angespitzten Bleistift und stich ihn durch die Mitte des Papptellers. Ziehe den Bleistift heraus, sodass du in der Mitte ein Loch hast.
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Zeichne mithilfe des Lineals eine gerade Linie. Ziehe eine gerade Linie von der 12 zu dem Loch in der Mitte des Tellers. Dies stellt nun zwölf Uhr mittags dar.
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Benutze einen Kompass, um den dichtesten Himmelspol zu bestimmen. Dein Trinkhalm oder Gnomon sollte zum dichtesten Himmelspol zeigen, der parallel zur Erdachse ist. Für Menschen auf der nördlichen Halbkugel ist dies der Nordpol. Für Menschen auf der südlichen Halbkugel ist dies der Südpol. [9] X Forschungsquelle
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Bring den Teller kurz vor zwölf Uhr Mittag nach draußen. [10] X Forschungsquelle Lege ihn an einen Platz auf den Boden, der den ganzen Tag über in der Sonne liegt. Stecke den Trinkhalm anschließend in das Loch in der Mitte des Tellers.
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Neige den Trinkhalm ein wenig. Der Trinkhalm sollte sich in Richtung des dichtesten Himmelspols (Nord- bzw. Südpol) neigen.
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Drehe den Teller um Punkt zwölf Uhr. Du solltest den Teller so drehen, dass der Schatten des Trinkhalms direkt auf deiner gezeichneten Linie liegt. Da du nur die Tagesstunden misst, wird der Teller am Ende wie das Zifferblatt einer Uhr aussehen und nur zwölf Stunden anzeigen.
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Fixiere den Teller auf dem Boden. Drücke ein paar Reißzwecken durch den Teller in die Erde, um ihn an dieser Stelle zu fixieren.
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Kehre eine Stunde später zum Teller zurück. [11] X Forschungsquelle Gehe um 13 Uhr oder ein Uhr nachmittags wieder zum Teller und prüfe, an welcher Stelle der Trinkhalm seinen Schatten wirft. Schreibe die Zahl 1 dort auf den Tellerrand, wo der Schatten auf ihn fällt.
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Stelle dir einen Wecker und gehe zu jeder vollen Stunde nach draußen. Fahre damit fort, die Position des Schattens auf dem Rand des Tellers zu markieren. Dir wird auffallen, dass sich der Schatten im Uhrzeigersinn bewegt. [12] X Forschungsquelle
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Sprich mit deinem Kind über den Schatten. Frage, warum sich der Schatten seiner Meinung nach bewegt, und erkläre ihm, was passiert, während der Schatten über das Zifferblatt wandert.
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Fahre hiermit bis zum Sonnenuntergang fort. [13] X Forschungsquelle Fahre damit fort, jede volle Stunde eine weitere Markierung auf den Teller zu machen, bis dir das Tageslicht ausgeht. Fahre am nächsten Morgen fort, um die noch fehlenden Zahlen zu ergänzen.
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Schaue am nächsten Tag nach dem Teller. Kehre mit deinem Kind am nächsten sonnigen Tag zum Teller zurück und lest anhand der Position des Schattens die Uhrzeit ab. Dies ist eine einfache Vorrichtung, um an einem sonnigen Tag die Uhrzeit zu bestimmen.Werbeanzeige
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Schneide einen Kreis mit einem Durchmesser von 50 cm aus einer zwei Zentimeter dicken Sperrholzplatte aus. [14] X Forschungsquelle Dieser Kreis wird das Zifferblatt der Sonnenuhr. Streiche beide Seiten des Holzkreises mit Grundierfarbe. Während die Farbe trocknet, kannst du dir überlegen, wie deine Sonnenuhr aussehen soll. Du musst dich für den Zahlenstil entscheiden, z.B. ob du römische Zahlen oder Standardziffern benutzt.
- Entscheide, welche Farben du benutzen möchtest. Wenn du magst, kannst du auch ein Muster oder Bild auf das Zifferblatt zeichnen.
- Zeichne ein paar verschiedene Designs vor, ehe du dich endgültig für eines entscheidest.
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Zeichne das Design deiner Wahl auf ein großes, rundes Stück Papier. [15] X Forschungsquelle Du wirst diese Zeichnung aus Schablone benutzen, um das Design auf den hölzernen Kreis zu übertragen, daher muss sie maßstabsgetreu sein. Jetzt ist auch der Zeitpunkt, an dem du die Zahlen zu deinem Design hinzufügst, da du ihre Platzierung genau ausmessen musst. Benutze hierzu ein Haarlineal und einen Winkelmesser.
- Beginne ganz oben mit der Nummer 12, wie bei dem Zifferblatt einer Uhr.
- Miss den Mittelpunkt des Kreises aus und benutze dann das Haarlineal, um eine gerade Linie von der 12 zum Mittelpunkt zu ziehen.
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Benutze den Winkelmesser, um genau 15 Grad nach rechts auszumessen. [16] X Forschungsquelle Markiere dort den Punkt für die Zahl 1. Benutze wieder das Haarlineal, um von dort eine weitere Stundenlinie zum Mittelpunkt zu ziehen. Markiere auch die weiteren Zahlen auf diese Weise mit einem jeweiligen Abstand von 15 Grad. Bewege dich im Uhrzeigersinn und benutze den Winkelmesser, um die Zahlen zu markieren. Arbeite auf diese Weise bis zur Zahl 12 weiter. Der letzte Punkt sollte direkt gegenüber deiner ersten 12 liegen. Die 12 kann für Mittag oder Mitternacht stehen.
- Beginne dann nochmals mit der Zahl 1 und fahre fort, bis du wieder bei der ersten 12 angelangt bist. Nun sollten die Zahlen alle präzise auf dem Papier markiert sein.
- Für absolute Genauigkeit müssen alle 24 Stunden auf dem Zifferblatt erscheinen. Mit dem Wechsel der Jahreszeiten ändert sich auch der Einfallswinkel der Sonne. Im Sommer sind die Tage länger, im Winter sind sie kürzer.
- Im Sommer gibt es Tage mit mehr als zwölf Stunden Tageslicht. [17] X Forschungsquelle
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Male dein Design auf den Holzkreis. Benutze dein Papier als Schablone, um deine ausgemessenen Zahlen und Stundenlinien präzise zu übertragen. Benutze feine Spezialmarker, um die Zahlen auf das Holz zu schreiben, da hier Detailarbeit gefragt ist. Spezielle Marker für Malerarbeiten sind Permanentmarkern vorzuziehen, da sie wetterbeständiger sind.
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Besorge dir den Gnomon. [18] X Forschungsquelle Der Gnomon ist der Teil der Sonnenuhr, der den Schatten wirft, weshalb er auch Schattenstab oder Schattenwerfer genannt wird. Benutze hierzu ein etwa fünf bis siebeneinhalb Zentimeter langes Gewinderohr mit einem Durchmesser von etwa zweieinhalb Zentimetern. Achte darauf, dass der Durchmesser der Gnomonspitze etwas größer als das Gewinderohr ist. Für die konische Spitze des Gnomons musst du dir etwas ausdenken.
- Die Länge des Rohres samt Gnomonspitze sollte insgesamt nicht mehr als 7,5 cm betragen.
- Male den Gnomon in der Farbe deiner Wahl an, um ihn vor einer Rostbildung zu schützen.
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Bereite den Sockel für die Sonnenuhr vor. Auf dem Sockel wirst du den Holzkreis, also das Zifferblatt der Sonnenuhr, anbringen. Du benötigst hierzu einen 10 cm x 10 cm x 20 cm-Pfosten aus kesseldruckimprägniertem Holz, damit er im Freien länger hält. Der Sockel muss vollkommen gerade sein und darf keine großen Risse haben. Damit die Sonnenuhr richtig funktioniert, muss die Auflagefläche für die Sonnenuhr in einem bestimmten Winkel geschnitten werden. [19] X Forschungsquelle
- Um diesen Winkel zu finden, ziehe vom Breitengrad deines Standortes 90 Grad ab.
- Wenn du dich beispielsweise auf dem 40. Grad nördlicher Breite befindest, würdest du auf den 10 cm x10 cm-Pfosten einen 50-Grad-Winkel zeichnen.
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Schneide den Sockel im richtigen Winkel ab. Zeichne mithilfe eines Zimmermannswinkels eine Linie im rechten Winkel auf den Sockel. Sie sollte etwa 15 cm von der oberen Seite des Sockels entfernt liegen und dient dir als untere Linie des Winkels. Benutze nun den Winkelmesser, um den jeweiligen Winkel auszumessen, und schneide die Schräge mit einer Tischkreissäge aus dem Sockel.
- Miss den Mittelpunkt der schrägen Auflagefläche und anschließend den Mittelpunkt des Zifferblatts aus und bohre in beide ein Loch. [20] X Forschungsquelle
- Stecke eine 8 mm x 50 mm-Holzschraube durch das Loch im Zifferblatt und das im Sockel, um zu prüfen, ob alles passt.
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Grabe ein Loch für den Sockel. Finde ein sonniges Plätzchen für deine Sonnenuhr und grabe dort ein Loch für den Sockel. Vergewissere dich, dass sich an der Stelle weder Kabel noch Rohre im Boden befinden. Lege den Sockel in das Loch und vergewissere dich, dass der Sockel in seiner geraden Endposition nicht mehr als anderthalb Meter aus dem Boden herausragt. Benutze einen Kompass, um sicherzustellen, dass die Schräge, die du in den Sockel geschnitten hast, nach Norden zeigt. Benutze eine Wasserwaage, um sicherzustellen, dass der Sockel senkrecht steht. [21] X Forschungsquelle
- Fixiere den Sockel an Ort und Stelle, indem du Zement in das Loch gießt.
- Lass einige Tage vergehen, ehe du das Zifferblatt auf dem Sockel befestigst, um sicherzustellen, dass der Zement vollkommen getrocknet ist.
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Befestige das Zifferblatt deiner Sonnenuhr auf dem Sockel. Benutze eine 8 mm x 50 mm-Holzschraube zum Befestigen des Zifferblatts. Drehe die Schraube erst einmal nur so fest, dass das Zifferblatt hält, aber noch gedreht werden kann. Platziere den Flansch direkt über dem Loch im Zifferblatt. [22] X Forschungsquelle
- Du solltest die Holzschraube durch das Loch in der Mitte vom Flansch sehen können.
- Nimm deine rechte Hand, um das Gewinderohr auf den Flansch zu drehen, den du mit deiner linken Hand währenddessen festhältst. Du kannst diesen Schritt auch erst einmal auf später verschieben.
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Drehe das Zifferblatt so, dass sechs Uhr morgens und sechs Uhr abends auf einer waagrechten Linie liegen. Richte den Gnomon anschließend so aus, dass es aussieht, als gingen diese beiden Linien direkt durch den Mittelpunkt. Achte darauf, dass auch die Linie für zwölf Uhr mittags so aussieht, als laufe sie direkt auf den Gnomon zu. [23] X Forschungsquelle
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Stelle die Uhrzeit und fixiere den Gnomon. Du musst die Uhrzeit während der Sommerzeit stellen, damit deine Sonnenuhr richtig geht . Halte den Flansch mit deiner linken Hand fest und benutze deine rechte Hand, um das Zifferblatt zu drehen. Prüfe, wie spät es gerade ist. Drehe das Zifferblatt, bis der Schatten des Gnomons diese Uhrzeit auf deiner Sonnenuhr anzeigt. Benutze einen Bleistift, um die Löcher für die vier Schrauben des Flansches zu markieren, und nimm den Flansch dann weg. [24] X Forschungsquelle
- Ziehe nun die Holzschraube fest. Pass auf, dass du das Zifferblatt hierbei nicht bewegst.
- Bohre Löcher für die vier Flanschschrauben und schraube den Flansch auf dein Zifferblatt.
- Schraube zuletzt noch den Gnomon auf den Flansch.
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Referenzen
- ↑ http://www.education.com/activity/article/Make_Sundial/
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