>>Materiales      >>Teoría      >>Medición    >>Cenit    >>Calibración hilo     >>Cálculo    >>Resumen
 

figura 2    

Medición: 
El rectángulo de la Figura 2 representa esquemáticamente el sitio elegido. Más o menos al medio y cerca del borde norte instalamos la varilla, T, en su base.
Por medio de la plomada o del nivel ajustemos la varilla de modo que quede perfectamente vertical y bien afirmado, de lo contrario un viento fuerte puede arruinar el experimento.
El tarugo proyectará una sombra cuyo largo mediremos en diferentes instantes.
Supongamos en la Figura 2, que a las 12:00, la sombra de la varilla es TE. La idea es marcar el extremo E sobre una hoja de papel blanco pegada allí, en el suelo. El papel se usa para ver mejor el extremo de la sombra.

      
Desgraciadamente ese extremo no se ve proyectado en forma bien definida, sino que aparece algo difusa. Es decir, no se sabe bien donde comienza ni donde termina, como lo intenta mostrar la Figura 3.
Para resolver esta situación marcaremos dos puntos sobre la hoja de papel en blanco: uno donde estimamos que empieza a disminuir la intensidad de la sombra S1 y otro donde estimamos que termina la sombra S2. De este modo tendremos dos valores ligeramente diferentes de la distancia TE. Es importante decidir rápidamente donde hacer las marcas pues veremos que la sombra (el Sol) se desplaza rápidamente. Se debe medir 40 minutos antes y 40 minutos después que el sol pase por el Cenit del lugar.

figura 3
   
Durante el desarrollo del experimento es MUY importante verificar en cada medición que la varilla este vertical (usar plomada o nivel de burbuja). Por lo tanto las mediciones de la longitud de la sombra las efectuaremos una vez hecha la marcación de la última sombra.

Notemos que a medida que pasa el tiempo y que el Sol gana altura, la sombra de la varilla se va acortando.

Nota 2
En el territorio de Chile la sombra de la varilla se proyecta generalmente hacia el sur. Sin embargo entre las fechas 16 de Noviembre y 26 de Enero es posible que para lugares del norte como aproximadamente, Antofagasta la sombra de la varilla en el punto B se proyecte hacia el NORTE. En estos casos el ángulo en nuestra Fórmula Final, hay que sumarlo en vez de restarlo de . Es posible también que en el momento del tránsito la sombra sea cero, en este caso el Sol está en el Cenit, exactamente sobre la varilla.
El momento en que el Sol pasa por el meridiano (cuando está más alto en el cielo) es cuando la sombra es más corta, sin embargo nosotros no sabemos de antemano el instante en que eso ocurre. Después de marcar la última sombra tenemos dos series de marcas que, unidas, forman un arco interior y otro exterior.
La determinación de la longitud de la sombra más corta, que es la que nos interesa, la haremos en tres etapas.

Primera Etapa:
Midamos con el metro la distancia desde el centro de la varilla hasta cada una de las dos marcas hechas en cada posición. Esta medida la podemos hacer con la precisión de 1 mm. Como en cada instante tenemos dos valores para la longitud de la sombra, los promediaremos para quedarnos sólo con un valor.
Conviene escribir las medidas en la siguiente Tabla, con un ejemplo inventado:
     
Como es muy importante no mover la varilla ni su base una vez iniciado el experimento, sugerimos idear un método ingenioso para marcar en el suelo el centro de la varilla antes de comenzar.
Segunda Etapa:
Una vez que tengamos calculados los valores promedio usaremos la hoja de papel milimetrado, para hacer un gráfico en que en el eje de las abcisas llevaremos la hora y en el eje de las ordenadas llevaremos el valor promedio, b, de la longitud de la sombra. En forma opcional se pueden dibujar barritas correspondiente a los valores mayor y menor para cada posición. El gráfico de todos los puntos da un resultado como el que muestra la Figura 4.


 figura 4  
Hay que tener cuidado en la elección de las escalas para el tiempo y para la distancia, de modo que el gráfico no resulte ni muy chico ni muy grande. Por ejemplo, conviene que los puntos caigan cómodamente dentro del papel milimetrado tamaño carta. Para lograr este objetivo conviene recordar que no es necesario empezar los ejes en los valores cero. Por ejemplo, el eje del tiempo podría comenzar a las 12:00 horas .

Tercera Etapa:
Una vez que tengamos los puntos graficados trazaremos una curva que pase lo mejor posible por todos los puntos. El punto más bajo de esta curva nos indicará el valor mínimo de la longitud (b) de la sombra y, además, la hora en que el Sol pasó por el meridiano. Como ayuda para trazar la curva, recordemos que ella debe ser simétrica con respecto al punto mínimo. Este método para determinar el meridiano se llama "método del gnomon", debido a que la varilla se llama gnomon. ¡Fue ideado por los babilonios hace miles de años para estudiar el movimiento del Sol!.