جهت یابی، جلسه سوم
قطب نما چیست؟ قطب نما بسازیم.
اهداف: -----------------------
وسائل مورد نیاز: -----------------
درس سوم:
همانطور که می دانید قطب نما وسیله ایست که از آن برای جهت یابی استفاده می شود. اساس کار این ابزار چرخش صفحه ای متحرک در چارچوبی ثابت نسبت به زمین است.
با دقت در شکل فوق می بینید که جهات اصلی و فرعی در صفحه قطب نما نشان داده شده اند. همچنین در بیشتر قطب نما ها علاوه بر این جهات را بر حسب درجه نیز می توان پیدا نمود. به این ترتیب زاویه صفر درجه مربوط به جهت شمال است، 90 درجه شرق، 180 درجه جنوب و 270 درجه غرب می باشد. عقربه قطب نما نیز معرف دو جهت شمال و جنوب است. این عقربه بر روی سوزنی با سطح مقطع بسیار کم (برای ایجاد کمترین میزان اصطکاک) قرار دارد و در واقع یک آهنربای کوچک است. معمول است که سمت قرمز رنگ عقربه در حالت تعادل به ما جهت شمال جغرافیایی را نشان دهد.
اما حالا وقت آن است که ببینیم چه کسی حواس جمعی دارد! سوال این است که به نظر شما عقربه قرمز رنگ قطب نما کدام قطب آهنربا است؟
اما این نوع قطب نما که معمولاً با آن آشنا هستید فقط یک نوع آن است که به آن قطب نمای آهنربایی گفته می شود و اساس آن میدان مغناطیسی زمین است.
نوع دیگری از قطب نما که غیر مغناطیسی است قطب نما ژیروسکوپی (gyrocompass) می باشد. این قطب نما این قابلیت را دارد که قطب شمال جغرافیایی را دقیقاً نشان دهد (برخلاف قطب نمای مغناطیسی که این کار را با کمی خطا انجام می دهد). اساس کار این قطب نما همانطور که از نامش پیداست که ژیروسکوپ است که عبارتست از یک دیسک چرخان با سرعت بالا است که با محور چرخش کره زمین جفت شده است.
این نوع قطب نما عموماً در ناوگان های هوایی و دریایی مورد استفاده قرار می گیرند و نسبت به قطب نما مغناطیسی دارای دو مزیت بارز هستند. اول آن که همان طور که اشاره شد قطب نمای زیروسکوپی می تواند دقیقاً جهت شمال جغرافیای را برای ما تأیید کند و به این ترتیب دارای دقت بیشتری است. همچنین این قطب نماها نسبت به مواد مغناطیسی حساس نمی باشند و به همین منظور بر خلاف قطب نمای مغناطیسی، بر اثر حضور میدان های مغناطیسی در کشتی و هواپیما دچار اختلاف نمی شوند.
اما اساس کار این نوع قطب نما چیست؟ چگونه یک دیسک چرخان می تواند برای ما جهت یابی کند؟ پاسخ این سوال را به شما واگذار می نماییم! برای بهتر درک نمودن این موضوع می توانید به سراغ فرفره های دوران کودکیتان بروید و به رفتارها و مشخصات آن هنگام چرخش خوب دقت کنید! همچنین با جستجو در اینترنت می توانید مطالب بسیاری در این باره بیابید لینک زیر نیز می تواند اطلاعات خوبی را در اختیارتان قرار دهد.
ژیروسکوپ چیست؟
ساخت قطب نما:
اکنون پس از آشنایی با مفاهیم مقدماتی جهت یابی زمان آن رسیده است که خود یک قطب نمای مغناطیسی بسازید و از آن برای جهت یابی استفاده نماییم!
وسایلی که برای انجام این کار لازم دارید عبارتند از:
یک عدد سوزن یا هر چیز فلزی دیگری که شبیه آن باشد، مثلاً یک گیره کاغذ صاف شده نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
هر چیز کوچکی که روی آب شناور شود مانند درب بطری شیر، قطعه ای یونولیت و یا هر چیز دیگر.
یک ظرف پهن پر از آب
یک آهنربا نسبتاً قوی
با فراهم نمودن این وسایل شما کاملاً آماده هستید تا همچون اجدادمان در هزاران سال پیش یک قطب نما ابتدایی بسازید!
گام اول مغناطیسه کردن سوزن است! ساده ترین راه برای این منظور این است که آهنربا را مانند زیر از قطب شمال آن حدود 20 بار بر روی سوزن بکشید.
اگر احیاناً در پیدا نمودن آهنرباً دچار مشکل شدید می توانید خود یک آهنربا الکتریکی بسازید! با انجام این کار سر سوزن شما قطب شمال مغناطیسی می شود.
اکنون ما به دنبال آن هستیم که سوزن جهت چرخش و یافتن قطب های مغناطیسی زمین در کم اصطکاک ترین شرایط ممکن قرار گیرد. برای همین از ترفند شناور سازی سوزن بر روی آب استفاده می کنیم.
مرکز سوزن را روی مرکز شناورتان قرار دهید. مشاهده خواهید کرد که خیلی آهسته شروع به چرخش نموده و نوک سوزن در جهت جنوب مغناطیسی یا به عبارتی شمال جغرافیایی قرار می گیرد. تبریک می گوییم! شما یک قطب نما ساخته اید!
شاید جالب باشد که بدانید اولین قطب نماها نیز دقیقا به همین روش ساخته شده اند.
تکلیف: ----------------------
محل بازدید/ اردو/ خرید: ------------------
منابع مطالعه: ------------------------
