Relógio de sol Polar

Polar Sundial: é um relógio de sol em que a placa do mostrador é definida ao longo da direção Leste-Oeste e inclina-se de modo a ficar paralela com o Eixo Polar. O gnômon de ponteiro-polar padrão é, assim, também paralelo à placa do mostrador.

Latitude: é a posição angular ao Norte ou ao Sul do Equador. Valores positivos para o Hemisfério Norte, negativos para o Hemisfério Sul.

Altura do Estilo / Ângulo do Estilo (hE): de um estilo polar é o ângulo que este faz com a linha do sub-estilo.

(Linha) do Sub-Stilo: a linha que se encontra no plano do mostrador que está perpendicularmente abaixo (ou atrás, para um mostrador vertical) do estilo.

Linha Horária: uma linha, em uma placa do mostrador, indicando a posição da sombra em um determinado momento (inclui frações de minutos, bem como horas cheias).

Ângulo Horário (h, AH): o ângulo correspondente à posição do Sol em torno de sua órbita diária (aparente). Medido para o Oeste, a partir do meio-dia local, ele aumenta a uma taxa de 15° por hora. Assim, 15:00 h (Tempo Aparente Local) é de 45° e 9 horas é -45°.

O relógio de sol Polar é universal e pode ser usado em qualquer latitude. As linhas horárias são paralelas entre si e são simétricas em relação à linha do meio-dia. O gnômon é posicionado na linha horária do meio-dia, com o seu estilo paralelo à placa do mostrador. A placa do mostrador é paralela ao eixo da Terra, isto é, é inclinada para um ângulo igual à latitude onde está localizada. À medida que a distância para as linhas horárias das 6:00 horas e as 18:00 horas se aproxima do infinito, o tempo que pode ser indicado pelo mostrador é limitado à largura prática da placa do mostrador.

A distância entre as linhas horárias e o sub-estilo pode ser calculada da forma a seguir. Neste caso, o sub-estilo é a hora do meio-dia. Se o gnômon tem uma espessura apreciável, então um intervalo de meio-dia apareceria e dois sub-estilos co-existiriam. Ao escolher uma altura gnômon GH:

                                                                                                                                                                               X =  GH * tan (h)

onde h é o ângulo horário, em graus, determinado por:

h = (T₂₄ - 12) * 15°

e T₂₄ é o tempo em notação de um relógio convencional de 24 horas (horas após à meia-noite) em horas decimais.

A Tabela 1 lista a distância das linhas horárias em intervalos de 15 minutos, assumindo a altura do gnômon como 1. Ao selecionar uma altura do gnômon você pode facilmente determinar a distância para cada linha horária, usando os multiplicadores. O número de horas exibido pode ser determinado, selecionando a largura do mostrador.

Clique aqui para baixar a planilha Excel que irá efetuar estes cálculos para você.

Tabela 1: Relógio de sol Polar e as Distâncias das Linhas Horárias

Observe que a distância para as linhas horárias de 9:00 e 15:00 horas é igual à altura do gnômon. Por exemplo, selecionando uma altura de gnomon de 2,5 polegadas, resultará em uma largura do mostrador de 37,98 polegadas, para um relógio de sol polar que indica o tempo entre 6:30 da manhã e 17:30 da tarde.

A Figura 1 ilustra o layout das linhas horárias para um mostrador polar e como ele deve ser instalado, para funcionar corretamente em qualquer latitude.

Figura 1: Relógio de sol Polar

Ao invés de usar uma placa para o gnômon, uma vara vertical pode ser usado para criar um nodus. É possível, então, mostrar as linhas de declinação na placa do mostrador. A Figura 2 ilustra este exemplo.
A altura do nodus afetará o caminho de sombra ao longo do ano e o número de horas que podem ser exibidas na placa do mostrador de um determinado tamanho.

Figura 2: Relógio de sol Polar com Linhas de Declinação (SHADOWS)

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