Laikrodis ir laikas: mokykla vaikams (Atsispausdink A4 / PDF)

Ką daro šis įrankis ir kaip juo naudotis

Šis įrankis suformuoja A4 formato užduočių lapus, skirtus vaikams mokytis pažinti analoginį laikrodį, piešti valandinę bei minutinę rodykles ir skaičiuoti laiko intervalus. Viršuje pasirinkite norimus nustatymus ir atsispausdinkite lapą tiesiai per naršyklę arba išsisaugokite jį PDF formatu.

• Kiek valandų? (Įrašyk skaičiais): A4 lape sugeneruojami 6, 9, 12 arba 16 laikrodžių su nupieštomis valandine ir minutine rodyklėmis. Po kiekvienu ciferblatu yra tuščias langelis, kuriame vaikas skaičiais užrašo rodomą laiką.
• Nupiešk rodykles: Lape pateikiami tušti laikrodžių ciferblatai, o po kiekvienu iš jų užrašytas skaitmeninis laikas (pavyzdžiui, 14:45 arba 08:15). Vaiko užduotis – nupiešti trumpąją valandinę ir ilgąją minutinę rodykles teisingose vietose.
• Kiek laiko praėjo?: Kiekvienoje eilutėje rodomi du laikrodžiai („Pradžia“ ir „Pabaiga“), o vaikas apskaičiuoja, kiek valandų ir minučių praėjo nuo pirmojo iki antrojo laiko.
• Mokomasis laikrodis (Iškirpimui A4): Vienas didelis laikrodis per visą A4 lapą su išoriniu minučių žiedu (00–55), 1–12 valandų skaičiais, vidiniu 13–24 valandų ratu ir lapo apačioje nupieštomis atskiromis rodyklėmis, kurias galima iškirpti žirklėmis ir susegti centre.

Valdymo skydelyje galite pasirinkti laikrodžių skaičių lape, sudėtingumo žingsnį (tik pilnos valandos, pusvalandžiai, ketvirčiai, kas 5 minutes arba 1 minutės tikslumas), laiko formatą (24 valandų su saulės ženklu dienai 06:00–17:59 bei mėnulio ženklu vakarui ir nakčiai 18:00–05:59, arba 12 valandų formatą), pagalbinius skaičius ant ciferblato bei vienu paspaudimu įjungti ar paslėpti raudonus atsakymus.

Kaip vaikai mokosi pažinti laikrodį: nuoseklūs žingsniai

Šešerių ar septynerių metų vaikui rodyklinis laikrodis yra sudėtingas prietaisas, nes ta pati padala turi kelias skirtingas reikšmes: skaičius 3 reiškia 3 valandas, kai į jį rodo trumpoji rodyklė, 15 minučių, kai į jį rodo ilgoji rodyklė, ir 15:00 valandą po pietų. Mokymasis vyksta sklandžiausiai, kai užduotys sunkinamos palaipsniui:

• 1 etapas – Tik valandinė rodyklė ir pilnos valandos (5–6 metai): Pradžioje pasirenkamas 6 didelių laikrodžių lapas ir nustatymas „Tik pilnos valandos (:00)“. Vaikas įsimena, kad ilgajai rodyklei rodant tiesiai į viršų (į 12), trumpoji rodyklė tiksliai parodo, kelinta dabar valanda.
• 2 etapas – Pusvalandžiai ir judanti valandinė rodyklė (6–7 metai): Kai minutinė rodyklė nukeliauja pusę rato iki skaičiaus 6 (:30), valandinė rodyklė taip pat pasislenka lygiai į tarpą tarp dviejų skaičių. Tai padeda išvengti dažniausios pradinukų klaidos, kai 4:30 perskaitoma kaip 5:30.
• 3 etapas – Ketvirčiai ir skaičiavimas po penkis (7–8 metai): Įjungus ciferblato pagalbą „Su minučių skaičiukais (5, 10... 60)“, vaikas susieja daugybą iš 5 su dvylika valandinių padalų ir lengvai perpranta 15, 30 bei 45 minutes.
• 4 etapas – Tikslios minutės, 24 valandų sistema ir praėjęs laikas (8–10 metai): Įvaldžius 5 minučių žingsnius, pereinama prie pavienių minučių brūkšnelių, popietinio laiko vertimo į 13:00–23:59 formatą ir laiko trukmės skaičiavimo.

Laiko istorija: kas sugalvojo 24 valandų parą ir 60 minučių valandą?

Kodėl paros nedaliname į 10 valandų po 100 minučių? Tai, kad šiandien žiūrėdami į laikrodį skaičiuojame dvyliktukais ir šešiasdešimtukais, yra tiesioginis daugiau nei prieš 4000 metų gyvavusių Šumero, Babilonijos ir Senovės Egipto civilizacijų palikimas.

Apie 2000 m. pr. Kr. šumerai, o vėliau babiloniečiai astronomijoje ir prekyboje naudojo ne dešimtainę (10 pagrindo), o šešiasdešimtainę (60 pagrindo) skaičiavimo sistemą. Istorikai tai sieja su senoviniu skaičiavimo būdu ant rankos pirštų: vienos rankos nykščiu buvo skaičiuojami keturių pirštų nareliai (falangos) – iš viso 12 narelių (4 pirštai po 3 narelius), o kitos rankos penki pirštai buvo užlenkiami fiksuojant pilnus dvyliktukus (12 × 5 = 60). Be to, skaičius 60 yra matematiškai itin patogus dalijimui į lygias dalis be trupmenų: jis be liekanos dalijasi iš 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 ir 30.

Tuo pat metu Senovės Egipto žyniai parą padalijo į 12 dienos valandų (matuojamų saulės laikrodžio šešėliu) ir 12 nakties valandų, kurias naktiniame danguje skaičiavo pagal 36 patekėjusius žvaigždžių spiečius – dekanus. Helenistiniu laikotarpiu graikų astronomai Hiparchas ir Klaudijus Ptolemėjas sujungė egiptiečių 24 valandų parą su babiloniečių šešiasdešimtainėmis trupmenomis: kiekvieną apskritimo laipsnį ir kiekvieną valandą jie padalijo į 60 „pirmųjų mažųjų dalių“ (lotyniškai partes minutae primae – iš čia kilo žodis „minutė“) ir 60 „antrųjų mažųjų dalių“ (partes minutae secundae – iš čia kilo žodis „sekundė“).

Kodėl rodyklės sukasi į dešinę ir kokia fizika veikia laikrodžio viduje?

Ar kada susimąstėte, kodėl laikrodžio rodyklės sukasi iš viršaus į dešinę, žemyn ir į kairę? Mechaniniai laikrodžiai buvo išrasti Šiaurės pusrutulyje (viduramžių Europoje ir Kinijoje) kaip tiesioginiai saulės laikrodžio pamėgdžiotojai. Kai Šiaurės pusrutulyje stovite veidu į šiaurę ir įbedate į žemę vertikalų strypą (gnomoną), Saulė teka rytuose, keliauja pietine dangaus puse ir leidžiasi vakaruose. Todėl strypo metamas šešėlis ant žemės slenka iš vakarų per šiaurę į rytus – tai yra iš kairės į dešinę. Jei pirmieji mechaniniai laikrodžiai būtų buvę sukurti Pietų pusrutulyje (pavyzdžiui, Australijoje ar Argentinoje), kur saulės šešėlis sukasi priešinga kryptimi, šiandien visos pasaulio rodyklės suktųsi „prieš laikrodžio rodyklę“.

Kelis šimtmečius pirmieji bokšto laikrodžiai turėjo tik vieną – valandinę – rodyklę, nes krumpliaračių mechanizmai vėluodavo arba skubėdavo po 15–30 minučių per parą. Lūžis įvyko 1656 m., kai olandų fizikas Kristianas Heigensas (Christiaan Huygens) pritaikė Galilėjo Galilėjaus atrastą švytuoklės izochronizmo dėsnį: švytuoklės svyravimo periodas priklauso tik nuo jos ilgio ir laisvojo kritimo pagreičio (T = 2π√(L/g)), o ne nuo svyravimo amplitudės. Tai sumažino laikrodžių paklaidą iki kelių sekundžių per parą ir leido ant ciferblato pridėti minutinę bei sekundinę rodykles.

Šiuolaikiniuose sieniniuose ir rankiniuose kvarciniuose laikrodžiuose švytuoklę pakeitė pjezoelektrinis efektas, kurį 1880 m. atrado broliai Pjeras ir Žakas Kiuri (Pierre ir Jacques Curie). Laikrodžio viduje yra miniatiūrinis kamertono formos silicio dioksido (SiO₂ – kvarco) kristalas. Kai per jį teka silpna baterijos srovė, kristalas virpa tiksliu 32 768 hercų (2¹⁵ Hz) dažniu. Mikroschema šį dažnį penkiolika kartų iš eilės padalija pusiau (32 768 ÷ 2¹⁵ = 1 Hz) ir gauna lygiai vieną elektrinį impulsą per sekundę, kuris žingsniniu varikliuku pastumia rodyklę viena padala į priekį.