Тема 4.6. Азимут, компас, ориентирование, измерение расстояний.

Теория (1 час). Что такое азимут. В любой точке на поверхности Земли и в любую минуту человек всегда имеет вокруг себя пространство, ограниченное реально зримой или воображаемой, но все-таки действительно существующей окружностью - линией горизонта. Давным-давно люди заметили, что все звезды на небосводе медленно кружатся, а одна как будто стоит над горизонтом на одном месте. Наши предки назвали ее Полярной звездой. А потом было обнаружено странное свойство некоторых предметов в подвешенном состоянии (то есть в состоянии свободы поведения) - поворачиваться одним своим концом всегда в направлении этой загадочной звезды. И так постепенно на круге горизонта наметились четыре направления - север (С), восток (В), юг (Ю) и запад (3). На линии горизонта мы отмечаем не только основные направления, но и промежуточные, то есть расположенные посередине между двумя соседними основными направлениями. Например, между направлением на С и В можно провести под углом 45 промежуточное направление, название которого будет складываться из названий двух соседних направлений - северо-восток (СВ). Точно так же можно определить юго-запад (ЮЗ), северо-запад (СЗ), юго-восток (ЮВ). Круг горизонта условно разделен на маленькие отрезки, равные между собой, общим количеством 360 штук: примерно по количеству дней в круге времени - году. Каждый отрезок назвали словом «градус» и им дали свой порядковый номер от первого до трехсотшестидесятого. Счет градусов начинается с той точки круга горизонта, которая находится точно под Полярной звездой, т.е. с севера, и ведется от этой нулевой точки вправо (по часовой стрелке). Если из центра круга провести две прямых линии к концам градуса, то получится угол, т.е. фигура, состоящая из двух лучей, которые начинаются из одной точки. У простого геометрического угла оба луча произвольные, то есть они в пространстве могут иметь какое угодно направление и при этом угол останется углом. А у угла, называемого азимутом, один луч особый – он пространстве может занимать только одно единственное направление - на север. Если этому лучу придать какое-нибудь другое направление, азимут уже не будет азимутом, а станет просто углом. Кроме того, в геометрии внутренние углы могут иметь величину до 180 (развернутый угол), а азимуты могут быть и больше - от нуля до 360. Азимут - это угол, образованный направлением на север (первый туч) и направлением на ориентир - цель (второй луч). Измеряется в градусах и отсчитывается от нуля только по ходу часовой стрелки. Азимут истинный и магнитный. Магнитное склонение. Азимутальное кольцо. Дирекционный угол. Измерение и построение углов (направлений) на карте. Компас. Компас впервые был изобретен в Китае за 2 тысячи лет до нашей эры. Он представлял собой фигурку человека, палец вытянутой руки которого всегда указывал на юг. Вторично компас был изобретен европейцами несколько столетий назад. Компас - это угломерный прибор, который служит для измерения магнитных азимутов на местности (не на бумаге или карте, а в пространстве). Типы компасов. Компасы бывают разной конструкции, но наибольшее распространение в нашей стране получил компас, сконструированный в XIX веке русским военным топографом капитаном Петром Адриановым. Этот компас так и называется - компас Адрианова. Раньше компаса целиком изготовлялись из металла (из латуни), а теперь делаются из пластмассы. Устройство компаса. Чтобы стрелка компаса легко вращалась на игле, в центре ее в специальной латунной оправе («чашечке») имеется крошечный камень-хрусталик для снижения тормозящего действия вращающихся деталей. Этот хрусталик у стрелки компаса имеет с нижней стороны конусообразное углубление, вершиной которого стрелка опирается на иглу и вращается на ней. Вторая необходимая часть компаса - шкала, которая расположена на вращающемся лимбе. Лимб компаса представляет собой кольцо с делениями. Попросите детей определить цену деления градусной шкалы на лимбе компаса (количество градусов в одном делении), если полный круг составляет 360 градусов. Поверки компаса. Последние годы почти все туристы используют спортивный жидкостной компас, с которым работать намного легче и удобнее. Стрелка такого компаса помещается в капсуле, наполненной специальной жидкостью, позволяющей стрелке устанавливаться в направлении на север в течение нескольких секунд. Лимб спортивного компаса может иметь различную цену деления, наиболее точная - до 2 градусов. Капсула расположена на плате компаса, которая имеет измерительную линейку. На капсуле и на плате компаса нанесены параллельные линии, которые облегчают работу с картой. Работать с жидкостным компасом значительно легче, чем с компасом Адрианова благодаря большей устойчивости стрелки. Правила обращения с компасом. Четыре действия с компасом. Во-первых, самое простейшие действие - найти стороны горизонта: стрелка своим концом показывает направление на север. Предложите де тям определить все стороны горизонта, вспомнив азимутальное кольцо. Вторая задача - ориентирование карты по компасу. Сориентировав карту по сторонам горизонта - значит повернуть ее так, чтобы вертикальные ориентирующие линии карты (стрелки, указывающие на се вер, нанесенные на карту) стали параллельны оси стрелки компаса v верхний конец этих линий был бы направлен в ту же сторону, в какую смотрит северный конец магнитной стрелки. Если на карте специальной стрелкой не обозначено северное направление, то севером считают верхний обрез карты. Это нормальное положение карты, когда север находится вверху, а все надписи и условные знаки обращены своим верхом к северу. Соответственно, справа на карте всегда будет восток, внизу - юг, слева - запад. Надо положить компас на карту так, чтобы под ним проходила западная или восточная сторона рамки карты и плавно поворачивать лист карты вместе с компасом до тех пор, пока линия рамки и ось стрелки не расположатся на одной прямой линии. Надо добиться, чтобы они были точно на одной прямой линии, а верх карты был обращен на север. Вот теперь карта расположена правильно по отношению к сторонам горизонта, она сориентирована на север и с нее можно брать готовые направления на любые местные предметы из точки стояния наблюдателя. Что такое визирование. Порядок действий при прямой и обратной засечках. С помощью компаса делаются так называемые прямые и обратные засечки, чтобы двигаться по маршруту по азимутам. Прямая засечка - это действие, когда турист, зная заранее азимут, намечает по этому азимуту проходные ориентиры и двигается в их направлении, чтобы выйти к цели. Обратная засечка - это действие, когда турист, видя дальний ориентир-цель и зная заранее, что он скоро скроется из глаз, определяет по компасу магнитный азимут, по которому можно выйти к цели. Ориентирование. Ориентироваться на местности - значит уметь определять стороны горизонта с помощью карты и компаса, находить точку своего местонахождения, выбирать наиболее удобное и кратчайшее направление движения к цели. Определение сторон горизонта по небесным светилам. Угловая скорость Солнца. Нахождение Полярной звезды. Приближенное определение сторон горизонта по признакам местных предметов. Способы измерения расстояния на местности. Значение и способы тренировки глазомера. Средний шаг, его измерения. Измерение расстояний шагами и по времени движения.

Практика (2 часа). Учащиеся для дальнейших действий разбиваются на пары. Под руководством педагога выполняют упражнения (тренировочные задания).

Упражнение 1. Практическое занятие по определению азимутов.

Практическое знакомство учащихся с компасом начните с игры. В 20-30 метрах от ребят поставьте любой предмет. Это может быть призма для спортивного ориентирования или какая-нибудь игрушка. Предложите школьникам пройти до предмета с завязанными глазами. При этом оставшиеся на старте ребята не должны подсказывать участнику направление движения. Как правило, дети сильно отклоняются в сторону от предмета, и это вызывает у ребят сильное удивление. Предложите им объяснить причины отклонения при движении с завязанными глазами. Обычно догадки бывают самыми разнообразными. Объясните, что все дело в неравномерности развития ног. У любого человека одна из ног «любимая», толчковая, следовательно, более развитая, более сильная. Шаг этой ногой получается более широкий. Человек с закрытыми глазами теряет возможность зрительного контроля и, делая шаги разной величины, начинает идти по кругу диаметром в несколько километров. В лесу при невозможности зафиксировать взглядом какой-либо издали видимый предмет (высокое дерево, вышку, заметный холм) можно потерять всякую ориентировку, и человек начинает кружить вокруг одного и того же места, выбиваясь из сил и теряя надежду дойти до цели.

Напомним, что компас - это простейший прибор для определения сторон света. Основные части компаса - намагниченная стрелка, один конец которой всегда показывает на север (северный магнитный полюс Земли), и вращающийся циферблат - лимб, разделенный на 360 градусов (одно деление - от 2° до 5° в зависимости от модели компаса). Бытовые и ученические компасы имеют цену деления 5°. Этого вполне достаточно для выполнения данной работы. Чаще всего школьники умеют определять стороны света по компасу, поэтому основное внимание следует уделить понятию азимута и умению определять азимут на местности. Азимут - это угол (в градусах) между направлением на север и направлением на предмет (объект), измеренный по часовой стрелке (рис.1). Так, например, если объект находится от наблюдателя точно на севере, то азимут равен 0°, если на востоке - 90°, на юге - 180°, на западе - 270°. Азимут 360° - то же самое, что и азимут 0° (и это всегда север).

Практическое занятие по определению азимутов можно начать в помещении, давая задание определить азимуты на определенные предметы в комнате, а закончить на улице. Для выполнения данного задания каждый школьник (или по крайней мере пара) должен быть обеспечен компасом и четко научиться измерять азимут. Следует обратить внимание, что у группы детей, стоящих на улице, азимуты на близкорасположенные предметы (дерево, угол дома и т.п.) могут быть разными, в силу разницы их взаимного местоположения. А азимуты на далеко расположенные объекты (в идеале, например, на солнце) - должны быть одинаковыми у всех учащихся.

Если, например, необходимо измерить азимут линии маршрута из точки А в точку Б, надо центр транспортира (нуль-пункт) наложить точно на точку А, одну из осей транспортира повернуть так, чтобы она была строго параллельна вертикальным ориентирующим линиям карты в направлении на север, и снять по градусной шкале транспортира отсчет. Но нужно помнить, что на обычном транспортире шкала градусов дана в полкруга (180 ), и поэтому не при всяком положении (повороте) транспортира на карте можно верить цифрам его шкалы - часто требуется вводить поправки, помня азимутальное кольцо.

Задача 1.1. Дано направление - ЮЗ. Чему равно оно в градусах?

Задача 1.2. Дан азимут 270 . Какая это сторона горизонта?

Задача 1.3. Если к азимуту 45 прибавить угол, равный 180 , какая получится сторона горизонта?

Задача 1.4. Дано направление - ЮЗ. Если от него отнять 90 , какое получится направление?

Задача 1.5. Наблюдатель стоит лицом на запад. Какая у него сторона горизонта слева? справа?

Задача 1.6. Определите сторону горизонта по сумме азимутов: 135, +45 , + 180, - 90°.

Задача 1.7. Наблюдатель докладывает: «Прямо перед собой вижу завод с трубой, справа - тригопункт, а справа-сзади наблюдаю хутор. Озеро находится точно на севере. Если повернуться к нему лицом, то хутор будет сзади». Определить азимут на завод с трубой и на тригопункт.

Упражнение 2. Практическое занятие по определению расстояний на местности.

Известно, что расстояния на местности определяют различными способами: с помощью дорогостоящих оптических приборов (теодолит), дальномером. Рулеткой, землемерным циркулем, шагами, по потраченному времени и, наконец, на глаз. Из всех этих способов оптимальным для целей данного занятия является определение расстояний шагами. В рамках данного занятия необходимо, чтобы каждый учащийся узнал длину своего шага и научился пользоваться шагами при подсчете расстояний на местности. Для этих целей на местности заранее отмеряют 100 метров (например, между явно видимыми природными ориентирами). Затем все участники группы проходят данную дистанцию обычным шагом (не спеша и не «заплетаясь»), считая про себя шаги (лучше - пары шагов, например, только правую или только левую ногу). Такая процедура производится дважды (туда и обратно). Среднее из двух значений число (обычно в пределах от 55 до 70 пар шагов у людей разного роста) следует записать и запомнить (на всю жизнь!). Затем необходимо рассчитать длину одной пары шагов (одного шага) – это индивидуальная величина, зависящая, в основном, от роста человека. Сделать это можно и дома, но лучше всего - прямо на местности. Для этого, а также для последующего «проверочного» задания (см. ниже) желательно захватить с собой калькуляторы.

Упражнение 3. Практическое занятие по ориентированию карты.

Ориентирование карты - это ее расположение в соответствии со сторонами света на местности. Известно, что каждая карта или план имеют обозначение севера - это либо верх карты, либо специальная стрелка. Сориентировать карту - значит расположить ее верхом (или стрелкой) на север, найденный на местности с помощью компаса. Если карта сориентирована правильно, то все отмеченные на ней предметы легко находятся: если держать карту перед собой, повернувшись лицом на север, то все объекты, отмеченные на востоке, будут находиться справа, на юге - сзади, на западе - слева, а на севере - впереди по курсу.

Упражнение 4. Практическое занятие по ЧТЕНИЮ карты.

Чтение карты - узнавание нанесенных на нее с помощью условных обозначений объектов. Для этих целей можно использовать любую крупномасштабную карту или план местности, на которой проводится занятие. Если такой карты нет - можно использовать план маршрута для ориентирования - без него не обойтись вовсе, поэтому сделать его и размножить придется в любом случае.

Упражнение 5. заданиее на проверку умения определять расстояния и читать карту.

Предполагается каждой паре обучающихся пройти по карте определенный маршрут. Каждой паре учащихся - свой. Длина маршрута может быть небольшой -300-500 м - все зависит от масштаба плана-карты. На биостанции «Экосистема» мы пользуемся картой в масштабе 1:5 000 (в 1 см - 50 метров). Для проверки правильности прохождения маршрута следует дать задание - нанести на имеющуюся карту какой-либо невидимый с точки старта и не нанесенный на карту заранее объект, про который преподаватель знает, а учащиеся - нет (отдельно стоящее дерево, камень, автомобиль, яму, информационный щит и т.п.). Точность нанесения объекта покажет способности учащихся отмерять расстояния и читать карту. В качестве «тренировочной» карты можно использовать план трассы ориентирования, план территории образовательного учреждения. Желательно, при этом, чтобы тренировочная территория не совпадала с территорией, на которой будет проводиться игра на будущем занятии.

Упражнение 6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОСТЕЙШЕГО КОМПАСА

Попробуйте изготовить простейший компас для определения направления на север в лабораторных условиях. Возьмите швейную иголку, намагнитьте ее, потерев о кусок шерстяной ткани, и аккуратно поместите ее на лист комнатного растения (это может быть традесканция), плавающий в воде. Вскоре Вы увидите, что листик вместе с иголкой развернулся, и игла встала по направлению север-юг (проверьте по компасу).

Упражнение 7. ПРЯМАЯ ЗАСЕЧКА ПО КОМПАСУ

Выберите около образовательного учреждения участок с растущими на нем деревьями. Пронумеруйте их, приклеив номера на стволы скотчем. Посередине площадки воткните колышек, от которого будете определять азимуты. Заранее произведите замеры, а затем предложите детям выставить определенные вами значения азимутов на компасе и определить номер дерева (ориентира) с указанным азимутом. Проведите соревнование, кто точнее и быстрее укажет ориентир.

Упражнение 8. УСТАНОВЛЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДЛИНЫ ПАРЫ ШАГОВ.

Для ее определения на местности (на школьном стадионе, асфальтовой дорожке) при помощи мерной ленты или веревки отмерьте отрезок длиной 50 или 100 метров. Этот отрезок проходят несколько раз обычным шагом, при этом счет ведут на пары шагов под одну какую-нибудь ногу. После прохождения каждого отрезка следует записать количество полученных пар шагов. Пройденное количество метров делят на количество пар шагов и определяют длину одной пары в сантиметрах. При определении расстояний шагами на местности рекомендуется при прохождении вести счет определенным количеством пар шагов, например двадцать пар, откладывая их на счетчике шагов или загибая пальцы, чтобы не сбиться. Обычно шагомерное определение расстояний проводится на средних отрезках, где требуется большая точность, так как при равном, хорошо выверенном шаге ошибки в среднем составляют только 2-4% измеренного расстояния. На основе проведенных измерений надо составить и записать в походный блокнот таблицу перевода пар шагов (ПШ) в метры. Нужно научиться быстро решать такие задачи: сколько пар шагов содержится в 50, 75, 100, 150, 200 и т.д. метрах. Еще лучше, если каждый сделает или график или линейку перевода ПШ в метры, а также шкалу перевода ПШ в масштаб карты, с которой предстоит работать.

В ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЗАНЯТИЯ ПЕДАГОГ ПРИГЛАШАЕТ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ В СОРЕВНОВАНИЯХ ПО ОРИЕНТИРОВАНИЮ. ПРИ ЭТОМ (ЕСЛИ ЭТО КАНИКУЛЯРНОЕ ВРЕМЯ) МОЖНО ИЗМЕНИТЬ РАСПИСАНИЕ ЗАНЯТИЯ И МЕСТО ЕГО ПРОВЕДЕНИЯ (ПЕРЕНЕСТИ, НАПРИМЕР, В ОБЛЕСЁННЫЕ ОВРАГИ И ПОЙМУ РЕЧКИ ДЫРНОС).

ДЕВЯТНАДЦАТАЯ НЕДЕЛЯ

ЗАНЯТИЕ 37 (3 часа).