日時計を作ろう

太陽の動きと日時計

地球は1日に1回、自転しながら太陽のまわりを回っています。そのため、地球上にいる私たちには、太陽が朝、東からのぼり、夕方、西に沈むように見えます。そして夜、太陽は地球の裏側の位置にあり、また次の日の朝には東からのぼるように見えます。

太陽は、1日24時間で、地球のまわりを1周（360°）するように見えているのです。これを1時間あたりで計算すると、

360° ÷ 24（時間）＝ 15°

となります。太陽は1時間にみかけ上、15°ずつ動くことになり、影も同じように動きます。このように太陽のみかけ上の動きで変化する影を使った時計が日時計です。

コマ型日時計と緯度との関係

太陽の動きは季節によって変わります。そのため影をつくる竹ひごを、天の北極と呼ばれる北極星の方向に向ける必要があります。

1. なぜ北極星に向けるのでしょうか？

北半球の星は北極星を中心にして東から西に回っているように見えます。これは、北極星が地球の地軸（地球の北極点と南極点を結んだ線）の先にあり、地球から見るとほとんど動かないためです。太陽も他の星と同じように北極星を中心にして回っているように見えるため、竹ひごを北極星に向けるのです。

2. 竹ひごを緯度に合わせる

日時計を使う場所の緯度（例えば東京では35°）と同じ角度に竹ひごの角度を合わせると北極星に向けることができます。

3. コマ型日時計を作るときのポイント

コマ型日時計では時刻盤と竹ひごは90°、そして竹ひごは緯度に合わせる必要があります。
これを簡単に作るためには例えば東京の場合緯度が35°ですので、35°55°90°の直角三角形を作ります。
この直角三角形の55°の部分を文字盤と台紙の間に入れます。
すると竹ひごは35°になり緯度の方向を向きます。

春分から秋分まで、太陽は真東よりも北側から出て真西よりも北側に沈むため、時刻盤に落ちる影は北側（台紙の表側）にできます。反対に秋分から春分の日までは、太陽は真東よりも南側から出て真西よりも南側に沈むために、時刻盤に落ちる影は南側（台紙の裏側）にできます。

今回のコマ型日時計は、春分の日から秋分の日までの時刻を知る日時計で秋分から春分までの冬の間は、竹ひごの影が見えにくくなります。冬の時間もはかる場合には、時刻盤の裏側が見るような工夫が必要です。どんなしくみにすればよいか、考えてみましょう。

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