למה אנחנו צריכים מצפנים? ההיסטוריה של מוצאה ויישומה המעשי.

המצפן הוא המצאה עתיקה, אך עדיין בפועל של האנושות. נושא זה מעניין, שכן המצאתו שימשה למטרות מדעיות בלבד. המצפנים לא יכלו לשמש לציד, כמו קשת וחצים, לתנועה, כמו גלגל, לבישול מזון וחיות מפחידות כמו אש. רק בתקופת הברונזה היה צורך לצייר עיגולים ישרים על הקרקע. אז, עם ניסיונות לצייר, למדוד ולבודד את המעגל הזה או אחר, הבנתי מה מצפן וכיצד לעבוד איתו.

האגדה על המראה של המצפן

המסורת קובעת את המצאתו של חוזר לממציא האגדי של אחיינו של דדלוס - טאלוס המפורסם. טאלוס חי באתונה. כבר בגיל 12 הוא המציא גלגל של קדרות שבו ניתן היה להכין כלים שונים. בהליכה על שפת הים הרים טאלוס את השלד של הדג, והדבר דחף אותו לרעיון של המצאה נוספת - מסור. על ידי חיבור שני מקלות זהים לציר, טאלוס טבע את המצפנים. דאדאלוס קינא בגאונותו של אחיינו ופעם בהליכה דחף את טאלוס מחומת העיר.

היפותזה מדעית

יש עוד היפותזה מדעית יותר, שמסבירה מדוע יש צורך במצפן, שכן הדבר הזה הופיע בין אובייקטים של אנשים עתיקים. כדי לתאר את המעגל, הם לקחו יתד וחבל. חבל או חתיכת גיר היו מחוברים לחבל, וכך נמשך מעגל. מאוחר יותר, החבל הוחלף בענף דק או קרש. דבר זה אפשר היה לקבוע רק מעגל מסוים, ולבסוף נפתרה בעיה זו - לאחד הצלחות המחוברות זו לזו, והידק אותן יחד. כך, המצפן הראשון הושג.

מבנה המצפן

עקרון המחזור ומבנהו נותרו ללא שינוי במשך כמה מאות שנים. הטכנולוגיה המודרנית רק עשה את המכשיר הזה נוח יותר לשימוש. בימינו, המצפן מורכב מחלקים כאלה:

- המחזיק. החלק העליון של המצפן. המטרה העיקרית של המחזיק היא למנוע את היד מחליקה במהלך הציור. לכן, המחזיקים הם מחוספסים או עם חריצים מיוחדים עבור האצבעות;

- מוטות. זהו החלק העיקרי של המצפן, "רגליו". שרטטים מקצועיים מעדיפים קרקסים, בהם מוטות עשויים מתכות חוזק גבוה. זה מספק תקיפות של הקו שגיאה מינימלית בעת שימוש בהתקן. ולמה אנחנו צריכים מצפן עם מוטות פלסטיק או עץ? במכשירי ילדים ובתי ספר, אין צורך בדייקנות גבוהה, לכן מצפנים כאלה עשויים מפלסטיק;

- המחט. זה צריך להיות חזק מאוד וחד, כדי לתקן את המצפן ככל האפשר בנקודת התייחסות ולהפחית את ההסתברות של הכלי מחליקה את הציור;

- חרירי. בדרך כלל, החרירים הם מוטות צפחה של קשיחות שונים. בוחר את הקושי של להוביל בהתאם לסוג העבודה שבוצעה.

שימוש במצפן בגיאומטריה

על התשובה לשאלה מדוע נדרשים המצפנים, איש אינו חושב על כך זמן רב. נושא זה מוכר אפילו לתלמידי כיתות נמוכות יותר. הדבר העיקרי שעבורו אתה צריך מצפן היא לצייר עיגולים בגדלים שונים. תלמידים מבוגרים כבר יודעים כי מחזורי לא רק לצייר עיגולים, אלא גם לפתור בעיות גיאומטריות שונות.

לדוגמה, חלוקת קטע לשני חלקים שווים ללא כלי ציור היא קשה מאוד. באמצעות מצפנים, אתה יכול לחלק את הקטע לשני חלקים כי הם בדיוק אותו אורך. כפי שניתן לראות, עבור מבצע כזה, יש צורך להפוך את הנקודות המציין את הקצוות של המגזר להיות מרכזים של מעגלים מצטלבים. דרך נקודות החיתוך של המעגלים הללו לאורך האקורד אנו מציירים קו. נקודת הצומת של הקו ואת קטע נתון יחלק את הקטע הזה בדיוק בחצי.

הנה דוגמה נוספת למה מצפן. נניח כי הצדדים של המשולש שאתה רוצה לבנות על נייר ניתנים. "בעין" אי אפשר לקבוע את הזוויות הנכונות שיש למשולש כזה. בעזרת המצפן, קל מאוד לבנות דמות. אנחנו לוקחים קטע שווה לאחד הצדדים של המשולש. מקצות הקטע אנו מציירים עיגולים, הרדיוס של כל אחד מהם שווה לאורך המצוין של הצד של המשולש. צמתים של מעגלים להיות זוויות של המשולש שאנחנו צריכים.

עכשיו יש לך מושג למה צריך זוג מצפנים. התמונות המובאות לעיל ממחישות את השימוש בו.

שימוש בלולאה מדידה

מאז ימי קדם, מצפן הרחיב את היקף היישום שלה. לדוגמה, כלי זה נמצא ללא עופרת או עיפרון - בשתי הרגליים יש מחטים חדים. אתה יכול לשאול למה אתה צריך מצפן בלי להוביל? כל מהנדס יגיד שזה מכשיר מדידה מצפן. זה לא מיועד ציור עיגולים אליפסות, אבל זמין בכל חתך. מהי המטרה של מד המצפן? עם זה, אתה יכול במהירות ובדייקנות למדוד את המרחקים באותו ציור או לסמן את הציור עם שריטות כמעט בלתי נראה על הנייר.

שימוש במצפן על ידי מודדים

הם משתמשים במצפנים ומודדים. רק יש להם את זה גדול, ואת המרחק בין הסורגים שלה מוגדר בהחלט - בדרך כלל זה מטר אחד. דורך עם מצפן כזה, מודד יכול לקבוע במדויק את גודל הקרקע, כי עם כל צעד של מודד כזה מצפן אמצעים מטר אחד של הכיכר.

דוגמאות אלה רק לתת מידה קטנה של מושג מה מצפן. התשובות, עמוקות ומפורטות יותר, ניתן להציע על ידי מתמטיקאים, גיאולוגים, מהנדסים, בוני ואנשי מקצועות אחרים.