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

  1. 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.
  2. 날개를 시계판 가운데 선에 세워 붙여, 날개의 비스듬한 변과 밑판 사이 각이 위도와 같게 합니다.
  3. 맑은 날 평평한 마당 · 운동장 바닥에 놓고, 폰 나침반 앱으로 북쪽을 찾아 날개가 북쪽을 가리키게 돌립니다.
  4. 한 시간마다 날개 그림자가 떨어진 자리에 연필로 시각을 적습니다.
  5. 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

바늘(그림자 막대)은 천구의 북극 쪽으로 기울인다
toward celestial pole 출처
바늘과 밑판 사이 각 = 그곳의 위도
angle = latitude 출처
NASA 종이 해시계 본보기 — 위도 38° 에 맞춤
38 ° 출처
날개(바늘)를 북쪽으로 향하게 놓는다
north 출처
앙부일구의 영침(그림자 침)도 북극 쪽을 가리킨다
gnomon to north pole 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 과학(초등) · 지구의 운동 [6과12-01]
  • 호주 v9 · AC9S2U01

출처

이어서 보기

같은 단원 · 한국의 과학 유산

DATA & LICENSE

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① 시뮬레이터·그림: 직접 만듦

움직이는 실험과 그림은 이 사이트가 직접 만들었습니다. 다른 곳의 시뮬레이터나 그림을 가져오지 않습니다. 사진은 NASA·NOAA·USGS(퍼블릭 도메인)와 공공누리 제1유형 자료만, 출처와 함께 씁니다.

② 사실·숫자: 공식 기관·교재

연도·숫자·이름은 NIST·NASA·NOAA·USGS·기상청·PDG·노벨재단 같은 공식 기관과 공개 교재에서 직접 확인한 것만 우리 말로 옮기고, 쪽마다 출처 주소를 적습니다. 위키백과·나무위키·블로그는 출처로 쓰지 않습니다.

③ 교육과정

2022 개정 과학과 교육과정과 영국·호주·일본 교육과정에서 그 내용이 어디에 나오는지 함께 적습니다.

④ 실시간 자료

지진·이산화 탄소·오로라 같은 실시간 판은 기관이 낸 자료를 받은 시각과 함께 그대로 보여 주고, 우리가 예보하지 않습니다.

전문가 감수 모집 중 · 공식 출처(영문)를 인용해 정리

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