Advanced | 심화학습

3D 극 해시계 만들기

본 심화 학습 자료는 극 해시계란?을 확장하여 3D 프린팅까지 적용된 자료입니다.

개념 열기

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개념 탐구

해시계(sundial)란?

태양을 이용한 시간 관측기구. 태양 빛에 의해 그림자를 만들게 하는 막대나 판인 노몬(gnomon)과 노몬의 그림자가 생겨 시간을 나타내는 면인 시반면(dial plate)로 구성된다. 시간선이 표시된 시반면에 태양으로 인해 나타낸 노몬의 그림자의 위치로 시간을 관측한다.

극 해시계란?

해시계의 한 종류. 시반면을 지구 자전축과 수직이 되도록, 즉 적도와 평행하게 두고 긴 막대 형태의 노몬을 시반면과 수직하게 연결했다. 정오를 나타내는 시간선으로부터 시간각이 τ인 시간선까지의 간격은 Ｌtanτ (Ｌ: 노몬의 길이)이다.

실험

1. 실험 목표

• 극 해시계를 만들고 해시계를 이용해 시간을 측정한다.
  

• 극 해시계가 갖는 장단점에 대해 알아본다.

2. 실험 준비하기

실험 준비물은 아래와 같습니다.
- 시반면 및 노몬 3D (.stl) 파일, 3D 프린터, 3D 프린터에 해당하는 슬라이서가 설치된 컴퓨터, PLA 필라멘트, 순간접착제

3. 실험 과정

가. 극 해시계 만들기

1. 시반면 1개와 노몬 2개를 3D 프린터를 이용해 출력한다.
   

2. 츨력한 시반면과 노몬을 순간접착제로 붙인다.

나. 극 해시계로 시간 측정하기

1. 이 자료를 참고하여 진북을 찾는다.

2. 해시계의 시반면이 진북을 향하도록 한다.

3. 그림자의 끝이 향하는 곳의 시간을 읽는다.

4. 실험 결과

가. 제작한 극 해시계를 그려 보자.

나. 제작한 해시계로 시간을 측정해 보자.
이 때, 관측한 해시계 측정 시각과 평균 태양시, 오차에 대해 적어보자.

마무리 활동

생각해 보기

1. 해시계로 측정한 시각과 평균 태양시 사이 오차가 발생한 이유는 무엇일까?

2. 태양이 뜨거나 지는 6시나 18시에 시간을 측정하려고 하면 어떤 문제가 발생할까?

3. 극 해시계로 시간을 측정하며 느낀 불편한 점을 찾고, 정리해 보자.

정리 퀴즈