3.2 WAARNEMEN VAN TIJD EN PLAATS

INDEX
HOME PAGE

Hoe laat is het?
Van oudsher worden tijdsbepalingen verricht aan de hand van hemellichamen. Met behulp van de stand van de zon en maan kon en kan men de seizoenen onderscheiden en het moment van de dag bepalen. Kalenders kwamen tot stand door nauwkeurige registraties van de zonnecyclus en de maancyclus. Voor het vaststellen van het uur van de dag gebruikte men aanvankelijk het eenvoudigste meetinstrument ooit, namelijk de gnomon.
De gnomon of zonnewijzer is niets meer dan een verticale stok en een horizontale windroos waarop de schaduw van de stok valt als de zon schijnt.
Bij zonsopgang valt de s chaduw in tegenovergestelde richting en is erg lang. Naarmate de tijd voortschrijdt verandert de richting en lengte van de schaduw. Door regelmatig de afgebeelde schaduw over te tekenen ontstaat er een lijnenpatroon in de windroos zoals hiernaast. Elke lijn geeft een bepaald tijdstip van de dag aan. Het lijnenpatroon is ook kenmerkend voor de tijd van het jaar. Het schaduwpatroon hiernaast is gemaakt op 21 maart of op 21 september op het Noordelijk halfrond. Alleen op deze data (begin van de lente en begin van de herfst) komt de zon precies in het oosten op (en valt de schaduw precies op de lijn oost-west) en gaat precies in het westen onder. In de ochtend stijgt de zon zodat de schaduw korter wordt en 's middags daalt de zon zodat de schaduw langer wordt. De schaduw wordt steeds in noordelijke richting geworpen omdat de zon ten opzichte van ons (op het Noordelijk halfrond) in zuidelijke richting omloopt.

Opdracht:
Teken het schaduwpatroon dat een gnomon werpt op een zonnige dag in juni in Den Haag.

Waar ben ik?
Ook om onze positie op aarde vast te stellen, worden van oudsher hemellichamen gebruikt. Dat de aarde een bol is was al lang voor onze jaartelling bekend en Eratosthenes had zelfs al vrij nauwkeurig berekend hoe groot de omtrek van de aarde moest zijn (leerboek, blz.65). Als je eenmaal kaarten hebt waarop de contouren van landen en oceanen zijn getekend kun je met behulp van co÷rdinaten de exacte posities aangeven. Met de co÷rdinaten kun je de breedte en lengte op de bol aflezen. De breedtegraad kan worden afgeleid uit de poolshoogte. De 'hoogte' van de poolster, die altijd in het noorden staat, kan worden uitgedrukt door de hoek phi ? - zie tekening) tussen de ster en de horizon. Deze hoek, ook wel elevatie genoemd, is gelijk aan de breedtegraad waar men zich bevindt. Op de evenaar valt de poolster samen met de horizon en is de elevatie 0o , bij ons bedraagt ze ca. 52 o en op de Noordpool, waar de poolster recht boven je hoofd (in het zenith) staat is de elevatie 90 o .
De lengtegraad bepalen is lastiger. Eerst moet er een referentie (0-meridiaan) worden afgesproken. Op alle punten van deze meridiaan is het even laat. Ten oosten ervan is het later en ten westen ervan is het vroeger. Elke graad komt overeen met 4 minuten (etmaal / 360o oftewel 1440 / 360o). Als je weet hoeveel later (of vroeger) het is ten opzichte van de 0-meridiaan kun je de lengtegraad berekenen. Je hebt dus een uurwerk nodig om je positie te bepalen.
De mens is lange tijd afhankelijk geweest van mechanische uurwerken. Het slingeruurwerk is gevoelig voor schommeling en dus onbruikbaar op een schip. En juist op schepen is het bepalen van de lengtegraad wenselijk.

VIDEO "LONGITUDE"

In 1714, the British Government offered, by Act of Parliament, ú20,000 for a solution which could provide longitude to within half-a-degree (2 minutes of time). The methods would be tested on a ship, sailing "...over the ocean, from Great Britain to any such Port in the West Indies as those Commisioners Choose...without losing their Longitude beyond the limits before mentioned" and should prove tobe "... tried and found Practicable and Useful at Sea". A body known as the Board of Longitude was set up to administer and judge the longitude prize. They received more than a few weird and wonderful suggestions. Like 2squaring the circle or inventing a perpetual motion machine, the phrase "finding the longitude" became a sort of catch-phrase for the pursuits of fools and lunatics. Many people believed that the problem simply could not be solved.
The longitude problem was eventually solved by a working class joiner from Lincolnshire with little formal education. John Harrison took on the scientific and academic establishment of his time and won the longitude prize through extraordinary mechanical insight, talent and determination. His father was a carpenter and John followed in the family trade. He built his first longcase clock in 1713, at the age of 20. The mechanism was made entirely from wood, which was not a curious choice of material for a joiner. To solve the longitude problem, Harrison would have to devise a portable clock which kept time to the same accuracy as these precision regulators...
Voor meer info, raadpleeg http://www.rog.nmm.ac.uk/museum/harrison/h1.html

Opdracht:
Bestudeer hoofdstuk 3.4 De planeet van de mens uit je leerboek (blz.64) en maak opdracht 27-34.

Opdracht:
Bestudeer hoofdstuk 3.5 De blik verleggen uit je leerboek (blz.70) en maak opdracht 38-43 en 47


Paragraaf 3