종이로 만드는 해시계 실험
Paper sundial
종이 한 장과 가위로 우리 집 마당에서 쓸 수 있는 해시계를 만들 수 있을까요?
무슨 일이 일어났나
해시계의 바늘(그림자 막대)은 하늘의 북극 쪽으로 기울이고, 바늘과 밑판 사이 각은 쓰는 곳의 위도와 같게 맞춥니다(NASA). 그러면 바늘이 해가 하늘을 도는 축과 나란해집니다.
NASA 종이 해시계 본은 위도 38° 에 맞춰져 있고, 다 만들면 날개(바늘)를 북쪽으로 향하게 놓습니다. 조선의 앙부일구도 그림자 침(영침)이 북극 쪽을 가리킵니다(국가유산청).
시뮬레이터에서 위도 38° 의 한낮 해 높이는 하지 75.4°, 춘분 · 추분 52.0°, 동지 28.6° 입니다. 바늘 방향은 그대로여도 해 높이가 달라 그림자 길이는 계절마다 바뀝니다.
우리 동네 위도가 38° 와 다르면 시뮬레이터의 «위도» 끌개를 옮겨 보고, 종이 날개의 각도도 그 위도로 맞춰 접습니다.
💡 생활 속 예시
- 놀이터 미끄럼틀 기둥의 그림자도 해시계 바늘처럼 하루 동안 방향을 돌리며 시각을 알려 줍니다.
- 캠핑에서 폰 나침반으로 북쪽을 찾아 텐트 입구를 정하듯, 종이 해시계도 날개가 북쪽을 가리키게 놓아야 시각이 맞습니다.
🧪 해 보기
- 두꺼운 종이에 반원 모양 시계판을 그리고, 위도 38° 에 맞춘 세모 날개(바늘)를 오립니다 — 우리 동네 위도가 다르면 날개 아래 각을 그 위도로 바꿉니다.
- 날개를 시계판 가운데 선에 세워 붙여, 날개의 비스듬한 변과 밑판 사이 각이 위도와 같게 합니다.
- 맑은 날 평평한 마당 · 운동장 바닥에 놓고, 폰 나침반 앱으로 북쪽을 찾아 날개가 북쪽을 가리키게 돌립니다.
- 한 시간마다 날개 그림자가 떨어진 자리에 연필로 시각을 적습니다.
- 며칠 또는 몇 주 뒤 같은 시각에 다시 재어 그림자 길이가 달라졌는지 보고, 시뮬레이터의 «해의 적위» 끌개를 옮겨 해 높이와 견줍니다.
- ⚠️ 해를 눈으로 직접 보지 말고, 종이 위에 생긴 그림자만 봅니다.
- ⚠️ 가위는 어른과 함께 쓰고, 칼로 오려야 하는 곳은 어른이 대신 자릅니다.
- ⚠️ 창틀 · 베란다 난간처럼 높은 곳에 올려놓지 말고 바닥에 놓습니다.
- ⚠️ 어린이는 어른과 함께 하고, 한여름 한낮에는 그늘에서 쉬어 가며 오래 서 있지 않습니다.
누가 왜 찾았나
NASA 고다드 우주 비행 센터의 교육 쪽에는 종이를 오려 만드는 해시계 본이 실려 있습니다. 이 본은 위도 38° 에 맞춰져 있고, 바늘을 하늘의 극 쪽으로 기울여 바늘과 밑판 사이 각이 쓰는 곳의 위도와 같게 하라고 안내합니다. 조선의 앙부일구도 그림자 침을 북극 쪽으로 향하게 달아, 같은 원리로 그림자를 읽었습니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(초등) · 지구의 운동 [6과12-01]
- 호주 v9 · AC9S2U01
출처
이어서 보기
같은 단원 · 한국의 과학 유산
- 개념비의 양 재기 (강수량)
- 개념그림자로 시각 읽기 (해시계의 원리)
- 왜? 질문앙부일구는 왜 솥처럼 오목하게 만들었을까?
- 왜? 질문측우기는 왜 원통 모양일까?
- 왜? 질문해시계 시각은 왜 우리 시계와 어긋날까?
- 작동 원리앙부일구 (솥 모양 해시계)
- 작동 원리측우기 (비의 양을 재는 그릇)
- 작동 원리거중기 (수원 화성을 쌓은 도르래 기계)
- 작동 원리자격루 (스스로 시각을 알리는 물시계)
- 작동 원리석빙고 (얼음 창고)
- 작동 원리성덕대왕신종 (맥놀이 종소리)
- 실험측우기 관측 기록 다시 그리기
- 실험페트병으로 만드는 물시계 실험
- 실험폰으로 구하는 우리 동네 해시계 시각 (GPS 경도)