Figura 1: Relógio de Sol decorativo.
O RELÓGIO DE SOL
O relógio de Sol é um dispositivo que desde a antiguidade é utilizado para as marcações do tempo do período diurno. Ele consiste de um Gnômon especial com marcações cuja finalidade é indicar as horas do dia. Atualmente os relógios de Sol são construídos com algumas finalidades e entre elas estão as decorativas, como os relógios de Sol de Jardim e as educacionais com o objetivo do ensino da Astronomia.
As observações gnomônicas , quando a haste tem orientação paralela ao eixo de rotação da Terra, apresentam uma classe denominadas observações horárias. Vamos construir nosso relógio de Sol usando este princípio. Para esta finalidade iremos orientar o Gnômom na direção norte – sul com uma inclinação, com relação ao plano horizontal, igual a da latitude local. A haste do relógio deverá apontar para o polo sul celeste. Para determinarmos a direção norte-sul podemos usar um gnômon vertical, para isto veja a prática Medindo direções – Construíndo um Gnômon, ou simplesmente use uma bússola. Devemos ter cuidado com o uso da bússola, pois ela aponta o norte magnético e não o geográfico, no qual estamos interessados. Para obtermos a direção do norte geográfico é preciso adicionar à direção magnética o valor da declinação magnética do local. Você pode verificar a declinação magnética da sua região acessando o site do Observatório Nacional. Para encontrarmos a latitude e a longitude do local pode-se usar os dados obtidos por um GPS (um GPS de celular serve muito bem), ou você pode, com acesso a internet, acessar o Google Maps e lá verificar a sua localização.
Figura 2: Relógio de Sol equatorial.
Quando um relógio de Sol é montado com o seu eixo apontado para o polo sul celeste, ele é denominado Relógio de Sol Equatorial. Esta prática visa a montagem de um relógio de sol deste tipo. Vamos à prática então.
Material necessário:
1- Um mostrador de relógio.
2- Uma haste (Gnômon).
3 – Uma bússola, ou um Gnômon vertical com os pontos cardeais já marcados.
O mostrador você pode construir manualmente usando um transferidor e uma régua ou usar o mostrador prático que está disponibilizado na página para download. O pino pode ser um espetinho ou um lápis de madeira. Aqui usaremos o mostrador fornecido na página.
Procedimento usando o mostrador prático
1. Faça o download da figura 3 e imprima. Corte da borda do papel ao longo das linhas pontilhadas. Se necessário para estabilidade ou durabilidade, cole a figura em uma folha de papelão ou cartolina e corte novamente.
Figura 3: Figura para o mostrador prático do nosso relógio de sol.
Dobre ao longo da linha horizontal sólida com a linha do lado de fora. Vinque e abra a parte dobrada novamente.
2. Insira uma ponta de espetinho de madeira (ou lápis) afiada através do pequeno círculo na parte superior central. O comprimento do espetinho deve ser ajustado, na parte traseira do relógio de forma que este fique praticamente perpendicular (faça um ângulo de 90 graus) com a superfície do mostrador.
Figura 4: Mostrador dobrado e com a haste( espetinho) fixada.
3. Selecione a linha de latitude, nas abas laterais do mostrador, mais próxima de sua latitude (obtida por um GPS ou no Google Maps) e faça um corte sobre a respectiva linha linha.
Figura 5: Vista da aba lateral do relógio mostrando o corte na linha de latitude.
4. Gire o relógio de Sol de forma que o lápis aponte para o sul, conforme determinado por um Gnômon vertical ou uma bússola.
Figura 6: Relógio de sol orientado pela bússola
Lembre de somar a declinação magnética do lugar para encontrar a direção do norte geográfico. Declinações para o Leste são positivas e ao Oeste são negativas. Veja o exemplo, para o caso de uma declinação de 20 graus ao oeste. Temos então uma declinação negativa de -20 graus assim o norte verdadeiro sera dado por: 360 -20 = 340 graus. ajustamos a bússola, girando-a, para que a agulha aponte nessa direção, feito isso a direção zero grau apontará o norte geográfico.
Figura 7: Adicionando a declinação magnética a bússola.
Se você não conseguir encontrar o sul, uma alternativa, não muito precisa, é orientar o relógio de sol para que ele esteja de acordo com o seu relógio.
OBS: Subtraia uma hora a partir da hora do relógio se estiver no horário de verão.
O formato elíptico da órbita da Terra e a inclinação do seu eixo de rotação com o plano de sua órbita não nos permite obter uma orientação fixa com relação à superfície da Terra que mantenha uma relação geométrica constante com relação ao Sol. Por esse motivo não é possível com apenas o paralelismo do eixo da Terra e um mostrador fixo, construir relógios de Sol que forneçam uma hora muito precisa durante todo o ano, mas o relógio de Sol Equatorial pode nos fornecer com relativa precisão uma boa medida do tempo durante o ano todo, além de poder ser utilizado como um instrumento didático de Astronomia, Física, Matemática e Geografia. A hora mostrada pelo relógio de Sol Equatorial, posicionado corretamente, é denominada hora solar aparente do lugar, hora esta compartilhada por todos os pontos situados no meridiano que passa pelo local, isto é pontos de mesma longitude. A hora aparente do lugar pode deferir da hora mostrada pelo seu relógio de pulso ou celular, pois esta hora marcada por estes aparelhos é denominada hora civil. Dois pontos com longitudes diferentes podem possuir a mesma hora civil mas possuem horas solares aparentes locais diferentes.