Cadran solaire

TP de physique proposé en période de confinement mais tout à fait utilisable en temps normal (Copiés-collés un peu en vrac dans un premier temps, la mise en forme viendra après) Travail inspiré et adapté de https://www.instructables.com/id/STEM-Clubs-Simple-Experiments/

Principe

La Terre tourne sur elle même (rotation) en 24 h et qu'elle tourne autour du soleil (révolution) en 1 an. (À voir avant cette activité) Le mouvement de rotation est régulier, il peut donc servir à mesurer le temps… Le soleil semble, par rapport à la Terre, tourner autour en 24 h. L'ombre d'un bâton, tourne aussi. C'est le principe du cadran solaire.

Les cadrans solaire ont tous une particularité : le bâton est incliné, mais pas n'importe comment. Explication en vidéo : https://youtu.be/LQav-g_aKuE

En langage de cadranier (les fabricants de cadrans solaires) on appelle ce « bâton » le gnomon ou le style (même origine que … stylo).

Fabrication

À imprimer

une seule feuille à imprimer, de préférence sur un papier un peu épais (100 à 120 g/m²) (comment joindre un fichier au wiki ?)

Matériel

du matériel courant ou de récupération

• Un CD, DVD, CDROM, etc. hors d'usage (important : il ne sera pas récupérable après)
• Crayon (ou autre) fin et précis
• Rapporteur
• Règle
• Colle (en bâton plutôt qu'en tube)

Les étapes de fabrication

Avec le rapporteur, reportez les angles dans le tableau. À droite et à gauche de la direction du nord. Attention, les graduations doivent être symétriques, mais votre rapporteur n'est gradué que dans un sens. Un côté est facile (le droit généralement) et l'autre demande un peu de calcul :

180 - 11,4 = 168,6 180 - 23,4 = 156,6 etc.

(image 1 faudrait pouvoir mettre des images)

Il faut faire attention à très bien aligner l'axe nord-sud avec le rapporteur et bien centrer celui-ci sur le centre du cadran. Une grande précision est indispensable.

(image 2)

Ensuite, on trace les traits qui vont du centre aux différentes graduations

(image 3)

Puis il faut noter les heures correspondantes (12 h pour le nord, à gauche pour le matin, à droite pour l'après-midi)

(image 4)

Découper le rond, découper aussi (avec précision et de bons ciseaux) la forme à côté qui deviendra le style.

(image 5)

Puis on plie le style suivant les traits .Il faut impérativement suivre les traits de façon très précise. De la précision du pliage dépendra la précision du cadran solaire. Pour être précis, faites les pliages en utilisant une règle.

(image 6)

Collez les deux face intérieures du style pour former un aileron de requin

(image 7)

Collez le rond sur le CD et le style à l'emplacement prévu.

(image 8)

Là aussi, une grande précision est nécessaire : l'angle du style doit correspondre parfaitement au centre du cadran et il doit être parfaitement aligné avec l'axe vers le Nord.