XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Астрономические часы Е.Г. Кузнецова на новый лад
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность: Изучение истории родного края, истории изобретений соотечественников формирует уважение и интерес к истории, гордость за достижения тагильчан в долгий исторический период.
Цель: Сконструировать макет астрономических часов Кузнецова по авторским разверткам и чертежам
Задачи:
1.Изучить историю создания астрономических часов Е.Г. Кузнецовым : посещение музея Черепановых в Н.Тагиле, изучение архивных материалов Краеведческого музея горнозаводского дела г. Н. Тагил; изучение фото- и видеоматериалов по теме в Интернете
2. Выполнить чертежи астрономических часов Кузнецова
3.Описать конструкцию астрономических часов Кузнецова
4. Определить новизну работы
5. Собрать электрическую цепь воспроизведения мелодий астрономических часов Кузнецова
6. Определить творческую составляющую процесса создания макета музыкальных дрожек
7.Выполнить с помощью взрослых электронную презентацию к проекту «Астрономические часы Е.Г. Кузнецова на новый лад»
Гипотеза: возможность выполнить исторический макет астрономических часов Е.Г. Кузнецова на основе музейного экспоната.
Проектный продукт:
- макет астрономических часов
1.Теоретическая часть (Приложение 1)
1.1. Из истории создания астрономических часов Е.Г. Кузнецова
Егор Кузнецов — талантливый русский механик - самоучка родился в 1725 году на Урале, в Нижнем Тагиле в семье крепостного.
Созданные им механизмы в области промышленного производства успешно применялись в 18 веке, а некоторые актуальны и по сей день, и не только на Урале, но и по всей России и странах Европы. Одним из шагов для достижения заветной цели — освобождения от крепостной зависимости стало создание астрономических часов. Работа над ними продолжалась 20 лет.
Считается, что своим шедевром Кузнецов пытался
заинтересовать заводовладельца Никиту Акинфиевича Демидова – хозяина
Нижнетагильских заводов, чтобы получить свободу от крепостной
зависимости. Но, боясь потерять ценного работника, Демидов
отказался подписывать «вольную», а часы выкупил за 200 серебряных рублей.
1.2. Астрономические часы Е.Г. Кузнецова
На следующем этапе нашей работы мы рассмотрели конструкцию астрономических часов. Механизм часов имеет астрономическую, театральную и музыкальную части. На передней лицевой панели часов находится циферблат, показывающий часы и минуты, а также прорези для циферблатов, показывающих год, месяц, число, фазы луны.
Театральная часть была изготовлена в виде модели молотовой фабрики, состоящей из горна с мехами, молота и наковальни. При бое часов фигурка кузнеца «оживала», брала крицу и клала её на наковальню. Вполне возможно, что Егор Григорьевич решил таким образом запечатлеть себя и сохранить о себе память.
В заднюю часть часов вмонтирован музыкальный механизм,
игравший шесть мелодий. Он состоит из цилиндрического валика с
закрепленными на нем штифтами. При вращении валика эти штифты
задевали за ряд молоточков, которые, пружинили и били по медным колокольчикам. Так воспроизводилась мелодия. Чтобы поменять ее,
нужно было сместить валик вправо или влево. При этом положение штифтов изменялось.
Для того, чтобы сделать такие сложные часы, нужно было в совершенстве знать механику, математику, автоматику, астрономию, разбираться в устройстве музыкальных и часовых механизмов. Все необходимые знания Егор Кузнецов приобрел самостоятельно, что еще раз показывает его
безграничный талант, широту интересов и удивительную
целеустремлённость в достижении поставленных целей.
Жизнь Егора Кузнецова является примером стойкости, мужества,
желания познавать окружающий мир и не останавливаться перед
трудностями. Он стал образцом для подражания многим будущим
тагильским мастерам, повлияв на их жизнь и творчество. Егор Григорьевич
своим трудом и талантом, своими достижениями и изобретениями, ярким
примером которых могут служить Астрономические часы, прославил не
только своё имя, но и свою Родину.
2. Практическая часть (творческая)
2.1. Чертежи и заготовки (Приложение 2)
Для изучения истории предмета мы посетили музей Черепановых в Нижнем Тагиле и тщательно рассмотрели астрономические часы Е.Г. Кузнецова.
Первым важным вопросом было уточнить размер часов.
Трудность работы по конструированию часов заключается
в том, что чертежей часов не сохранилось.
Вторым важным вопросом являлось - выяснить технические характеристики часов, музыкальной и театральной частей, рассмотреть декор экспоната.
Для разработки модели мы имели только сами часы в музее. Сняв
размеры, мы сделали чертежи и изготовили по ним шаблоны (стенки, циферблаты, стрелки)
За основу взяли коробку от обуви и сформировали фронтальную часть наших часов согласно размерам и форме. Вырезали отверстия для лунного и солнечного циферблатов. Далее вырезали детали боковой стенки, театральной части, фигурные стойки, лунный, солнечный, часовой циферблат из коробочного и декоративного картонов. Расписали золотым акрилом переднюю часть часов. Лунный и солнечный циферблаты выполнили бронзовым акрилом по акварельной бумаге синего и зеленого цвета. Циферблат часов выполнен на картоне цвета самих астрономических часов. Фигурные стойки имеют цвет металла. Все детали прикреплены на английские иголки и с обратной стороны зафиксированы ластиком. Ластиком - держателем можно поочередно вращать лунный и солнечный циферблаты. Для больших часов мы использовали настоящий часовой механизм с батарейкой, дополнив его самодельной часовой стрелкой
2.2. Декорирование (Приложение 3)
Особого внимания заслуживает так же декоративное решение астрономических часов. Корпус часов расписан крепостным тагальским живописцем Сидором Дубасниковым. Считается, что это одно из наиболее ранних изображений знаменитых тагильских розанов (авторская
тагильская роспись), которая используется, и по сей день, при росписи Тагильских подносов.
Декорирование в стиле тагильских розанов серьезное дело, поэтому мы взяли урок у настоящей художницы. Занятие оказалось увлекательным, но трудоемким. Поэтому пока было решено научиться рисовать один цветок. На мой взгляд, это луговой лютик.
Следующим важным шагом было – наладить работу театральной части часов ведь это настоящее чудо не только для 18 века. Театральная часть представляет собой домик с трубой и большим окном. Под окном изображение птицы, и цветов с листиками и, что примечательно, корнями.
В театральной части также постарались повторить роспись известного живописца. Для театральной части мы слепили фигурку кузнеца из полимерной пластики. Фигурка насажена на зубочистку, с помощью которой мы можем незаметно передвигать фигурку под полом мастерской, имитируя движение кузнеца.
2.3. Музыкальная часть (Приложение 4)
Самым увлекательным все же стало изготовление МУЗЫКАЛЬНОЙ ЧАСТИ часов. Нами были рассмотрены самые разные варианты - игрушечный металлофон, рыбацкие колокольчики, бубенцы, декоративные маленькие колокольчики, валдайские колокольчики.
Конечно, самыми мелодичными являются валдайские колокольчики, но их размер (5см высота) и цена не позволили использовать этот музыкальный инструмент в нашей модели.
Детский металлофон требуют довольно сильных ударов молоточков, а не просто касаний штифтов вала.
Рыбацкие колокольчики издают глуховатый звук. Декоративные бубенцы и маленькие (0,5 см диаметр) декоративные колокольчики практически не звенят.
Поэтому мы остановились на декоративных колокольчиках диаметром 2 см. Мы использовали колокольчики золотого и серебряного цвета. Мы подвесили наши колокольчики на металлические шпильки, концы шпилек плотно сцепили резинками для плетения и фиксировано подвесили на бамбуковую палочку. Палочку разместили с внутренней стороны наших часов. Под колокольчиками разместили вал. Основой вала является втулка от фольги, на нее мы приклеили штифты из металлических шпилек. Внутри вала неподвижно закрепили большую вязальную спицу. Для извлечения звука нужно вращать вал. В процессе испытаний пришли к выводу, что золотистые колокольчики имеют более высокий звук, чем серебристые.
2.4. Электрическая часть (Приложение 5)
Так как полученная мелодия далека от оригинала, а внешнее сходство с астрономическими часами Егора Кузнецова все - таки достигнуто, то мы решили пойти дальше. Мы обратились в дом - музей Черепановых за оригинальной мелодией и получили запись. Оказалось, что раньше астрономические часы Кузнецова воспроизводили 6 мелодий, среди которых предположительно была народная мелодия «Светит месяц, светит ясный». К сожалению, после всех испытаний сохранились не все штифты на валу и теперь можно слышать просто перезвон колокольчиков.
Итак, мелодию мы перенесли с компьютера на mp3 проигрыватель. Мы записали на модуль воспроизведения mp3 файл. Динамик, магнит с выключателем и геркон прячем в простую коробочку под валом со штифтами.
Далее мы приступили к испытаниям. Мы поднесли магнит к выключателю и мелодия звучит, т.к. в качестве замыкателя (выключателя) служит геркон.
Благодаря современным технологиям макет астрономических часов «оживает». Мы слышим сильный, спокойный, увлекающий перезвон колокольчиков.
Заключение
Новизна нашей работы заключается в использовании современных технологий, а именно mp3 плеера, динамика, магнитного выключателя
В процессе работы над проектом мы познакомились с историей появления астрономических часов Е.Г. Кузнецова, техническими особенностями этого устройства.
В процессе создания макета астрономических часов был использован творческий подход при выборе источника звука: металлофон, рыбацкие, декоративные, большие и маленькие колокольчики, при выборе материала для штифтов вала. Самостоятельно было сделано макетирование на 25 %, подготовлены шаблоны, выбран источник звука, оформлен вал, в частности размещены шпильки.
Сделаны следующие выводы:
- Можно изготовить простой макет самостоятельно без оригинальных чертежей, схем.
- В процессе испытаний пришли к выводу, что золотистые декоративные колокольчики имеют более высокий звук, чем серебристые.
- Полученная мелодия далека от оригинала, а декоративное сходство может быть достигнуто в большей степени.
- Мы можем гордиться своей Родиной и соотечественниками в лице Е.Г. Кузнецова.
Библиографический список
Баташов, Николай Сергеевич. Е. Г. Кузнецов - выдающийся мастер XVIII века / Н. С. Баташов, Е. И. Гагарин. - Москва: Машгиз, 1953. - 96 с. (Из истории техники).
Гордеев, В.С. Самые старинные часы Нижнего Тагила. К 240-летию астрономических часов Егора Кузнецова / В.С. Гордеев. – Еженедельная общественно-политическая газета «Тагильский вариант» – 2015. - №35 .
Фото и видео материалы интернета:
http://historyntagil.ru/people/6_45.htm
https://drevlit.ru/docs/russia/XVIII/1760-1780/Kuznecov_Zep_E_G/text.php
Приложение 1
Теоретическая часть
Приложение 2
Практическая часть
Чертежи и заготовки
Приложение 3
Декорирование
Приложение 4
Музыкальная часть
Приложение 5
Электрические компоненты