Geografische breedte bepalen met hulp van de zon


Inleiding

In dit experiment doe je metingen aan de hoogte van de zon. Aan de hand van deze hoogte kun je de geografische breedte bepalen.

Werkplan

Materiaal

  • Stift/puntig stokje (die rechtop kan staan)
  • Groot vel papier
  • Liniaal
  • Grafiekpapier
Hoe navigeerden zeilers vroeger?

Methode

Plak op een zonnige dag een groot vel wit papier (A3) met stukjes plakband op tafel. Zet in het midden een stift (of recht puntig stokje) verticaal op tafel. Let er op dat het stokje op precies dezelfde plaats blijft staan tijdens de metingen.

Begin met meten om ongeveer 11 uur ’s ochtends en ga ermee door tot ongeveer 3 uur ’s middags. Zet ongeveer elk kwartier een stipje bij de top van de schaduw op het papier. Noteer de tijd van elke meting zo nauwkeurig mogelijk.

Zet na afloop je resultaten in een tabel. Zet boven de eerst kolom tijd en boven de tweede kolom lengte schaduw. Noteer ook de datum en de lengte van de stift of het stokje.

Geografische breedte bepalen met hulp van de zon.
Geografische breedte bepalen met hulp van de zon.

Maak een grafiek. Zet verticaal de schaduwlengte en horizontaal de tijd uit. Maak de grafiek zo, dat je een heel vel grafiekpapier vult. Trek een vloeiende lijn door de punten. Bepaal de minimale schaduwlengte zo nauwkeurig mogelijk. Bepaal de maximale zonshoogte met een tekening op schaal. Hoe je dat doet zie je in de figuur. De maximale zonshoogte is de hoek α in de tekening. Hoek α wordt bepaald door de lengte van de stift te delen door de lengte van de schaduw en van deze uitkomst met een rekenmachine de tangens te bepalen. (N.B. met een tekening op schaal lukt het natuurlijk ook.)

Zelf navigeren

Uit de metingen die je aan de zon heb gedaan ga je nu aan de hand van de volgende vragen de breedtegraad bepalen.

  1. Hoe verplaatst de zon zich tijdens een dag?
  2. Rond welke tijd staat de zon elke tijd op zijn hoogste punt?
  3. Is de maximale zonshoogte op de evenaar groot of klein? Leg dit uit.
  4. En hoe is dat op de noordpool?
  5. Is de maximale zonshoogte het hele jaar gelijk? Hoe verandert die?

Op 21 maart is de maximale zonshoogte op de evenaar 90°.

  1. Onder welke hoek zie je de zon dan op de noord- en zuidpool?
  2. Wat is dan de maximale zonshoogte op 25° en 54° noorderbreedte?
  3. Hoe kun je dus geografische breedte uitrekenen als de maximale zonshoogte op 21 maart weet?
  4. Waarom is het op andere dagen niet zo gemakkelijk?
  5. Wat moet je weten om elke dag van het jaar de breedte te kunnen bepalen?


Om op elke dag van het jaar de breedte kunt bepalen, zijn er tabellen waarmee je de zonshoogte voor het seizoen kunt corrigeren.

  1. Wat is de seizoenscorrectie op de dag van jouw meting?
  2. Bereken je geografische breedte.
  3. Klopt jouw antwoord met de echte breedte? Hoever zit je er naast?

1 jan-23,017 mrt-1,331 mei22,214 aug13,628 okt14,6
6 jan-22,522 mrt0,75 jun22,819 aug11,92 nov-15,2
11 jan-21,827 mrt2,710 jun23,224 aug10,17 nov-17,6
16 jan-21,01 apr4,715 jun23,429 aug8,312 nov-18,8
21 jan-20,06 apr6,720 jun23,53 sep6,417 nov-20,0
26 jan-18,911 apr8,625 jun23,48 sep4,422 nov-21,0
31 jan-17,616 apr10,430 jun23,113 sep2,427 nov-21,8
5 feb-16,221 apr12,25 jul22,718 sep0,42 dec-22,5
10 feb-14,726 apr13,910 jul22,123 sep-1,67 dec-23,0
15 feb-13,11 mei15,415 jul21,328 sep-3,612 dec-23,3
20 feb-11,46 mei16,920 jul20,43 okt-5,617 dec-23,5
25 feb-9,511 mei18,225 jul19,38 okt-7,622 dec-23,5
2 mrt-7,316 mei19,530 jul18,113 okt-9,527 dec-23,3
7 mrt-5,321 mei20,54 aug16,718 okt-11,331 dec-23,0
12 mrt-3,326 mei21,49 aug15,223 okt-13,0  
De seizoenscorrectie (in graden) voor de zonshoogte

Link

Plaatsbepaling op Wikipedia

Navigeren door sterren te gebruiken.
Deel deze pagina