Slika 1: Izgled jednostavnog gnomona izrađenog od štapa okomito zabodenog u zemlju (a.) ili sastavljenog od priručnog materijala: daščice i štapa (b.).

Nabavimo dakle ravni drveni štap dug 110 cm. Uz njega nam treba i visak. Nemamo li ga u blizini, na komadić konca dužine oko 120 cm zavežemo neki manji uteg, npr. staru maticu, veći gumb ili nešto slično. Dobro će nam doći i malo krede i neko mjerilo za mjerenje duljine sjene. Krojački metar ili dulje ravnalo bit će sasvim prikladni za ovu svrhu. Ako nam tata posudi svoj metalni metar, mjerenje će biti pravo veselje!

Štap moramo postaviti okomito na ravnu podlogu, npr. u dvorištu kuće ili ispred škole. Štap jednostavno zabodemo u zemlju tako da stoji okomito. Vrh štapa mora biti 100 cm iznad površine zemlje.

Ovako priređen gnomon postavimo na vodoravnu podlogu. Pri tome pripazimo da je mjesto gdje smo ga postavili sunčano i da nema zapreka koje bi ga tijekom dana mogle zasjeniti. Obratite pažnju na obližnje drveće i grmlje! Daščicu okrenimo tako da sjena štapa pada na suprotnu stranu od nje.

Pratimo li tijekom dana sjenu koju ovako postavljeni gnomon baca, primijetit ćemo da sjena mijenja svoj smjer i veličinu. Sjena gnomona putuje zajedno sa Suncem. Duljina sjene ovisi o visini Sunca nad horizontom. Što je Sunce više na nebeskom svodu, sjena gnomona je kraća i obratno. Sjena je najkraća u trenutku kad je Sunce najviše na nebeskom svodu. Ovaj trenutak naziva se kulminacija Sunca i označava trenutak kada Sunce prolazi kroz mjesni nebeski meridijan. U tom trenutku Sunce se nalazi točno u pravcu juga, a sjena gnomona pokazuje točno smjer sjevera! Trenutak sunčevog prolaza kroz meridijan naziva se pravo sunčevo podne. Zbog nejednolike brzine gibanja Sunca po ekliptici tijekom godine, te upotrebe tzv. zonskog vremena u svakodnevnom životu, pravo sunčevo podne rijetko se poklapa sa trenutkom kada naše ure pokazuju 12 sati. Razlike mogu biti i tri-četvrt sata, a i više ako je na snazi tzv. ljetno vrijeme.

Gnomonom je vrlo jednostavno odrediti pravac sjevera. Dovoljno je tijekom dana kredom obilježavati položaje vrha sjene gnomona, recimo svakih desetak minuta. Ove oznake kasnije spojimo crtom i odredimo položaj najkraće sjene. Sjena je naravno najkraća u trenutku prolaska Sunca kroz mjesni meridijan i ona tada pokazuje ravno prema sjeveru. Dovoljno je dakle spojiti podnožje gnomona s točkom najkraće sjene da bismo dobili pravac sjever-jug. Pri tome je podnožje gnomona na južnoj strani, a točka najkraće sjene na sjevernoj. Najzgodnije je kod svega toga da ne moramo vršiti nikakve račune. Ako smo uz to bilježili i vremena kad smo označili položaj sjene, možemo odrediti i trenutak prolaska Sunca kroz mjesni meridijan.

Zbog prije spomenutih razlika pravog i srednjeg vremena najbolje je mjerenje započeti oko 10 sati i 30 minuta ujutro, i završiti ga oko 13 sati i 30 minuta, kako bismo bili sigurni da ćemo uhvatiti trenutak najkraće sjene. Ljeti, kad je na snazi ljetno računanje vremena, moramo ova vremena uvećati za 1 sat. Pravac sjever-jug možemo sada označiti kredom, ili bojom, ako želimo da oznaka bude dugotrajnija. Stanemo li na ovako označeni meridijan i okrenemo se licem prema jugu pa raširimo ruke, bit će nam sjever naravno iza leđa, istok u smjeru lijeve a zapad u smjeru desne ruke. Na taj smo način odredili strane svijeta, odn. orijentirali smo se kako se to često učeno kaže.

Ako izmjerimo duljinu sjene gnomona, vrlo lako možemo izračunati visinu Sunca nad horizontom. Oni stariji znat će iz geometrije lako naći kako se to radi, a za one mlađe evo jednostavnog grafičkog postupka prikazanog na slici 2. Na komadu čistog papira uz njegov lijevi rub nacrtajmo dužinu čija je duljina u milimetrima jednaka visini gnomona u centimetrima. Naprimjer, ako je gnomon visok 100 cm, mi ćemo na papiru nacrtati dužinu duljine 100 mm. Donju točku ove dužine označimo sa P a gornju sa V, kao na slici. Iz točke P, okomito na dužinu PV, sad nacrtajmo dužinu čija duljina u mm odgovara izmjerenoj duljini sjene u cm. Krajnju točku ove dužine označimo sa S. Sad spojimo točke S i V. Dobili smo pravokutan trokut u kojem je jedna kateta duljina gnomona, druga kateta duljina sjene, a hipotenuza zatvara s duljinom sjene kut a koji je jednak visini Sunca. Kutomjerom izmjerimo kut a i odredili smo visinu Sunca!

Slika 2: Grafički način mjerenja visine Sunca gnomonom.

Ovdje je zgodno pratiti kako se visina Sunca mijenja tijekom dana, ali i kako se visina Sunca u kulminaciji mijenja kroz godinu. Ako smo uporni pa naša opažanja vršimo svakih nekoliko dana kroz cijelu godinu, možemo iz njih lako naći i zemljopisnu širinu mjesta opažanja i nagib ekliptike prema nebeskom ekvatoru! Prvi astronomi u davna vremena upravo tako su odredili nagib ekliptike! Naime, razlika najveće i najmanje visine Sunca u kulminaciji tijekom godine jednaka je dvostrukom nagibu ekliptike. Naša mjerenja ucrtajmo u grafikon (vidi sliku 3.) koji prikazuje ovisnost visine Sunca o datumu mjerenja. Izmjerene točke spojimo rukom u glatku krivulju. Sad je lako odrediti najveću i najmanju visinu Sunca u kulminaciji i njihovu razliku. Ovu razliku prepolovimo i dobili smo nagib ekliptike. Usporedite ga sa podatkom iz tablica!

Slika 3: Grafikon visine Sunca (u stupnjevima) u kulminaciji kroz godinu. Grafikon je nacrtan za Zagreb. Odredite iz njega za vježbu zemljopisnu širinu Zagreba!

Nadalje, komplement zemljopisne širine (komplement nekog kuta dobijemo tako da taj kut oduzmemo od 90^O jednak je visini Sunca u kulminaciji na dan proljetne ili jesenske ravnodnevnice. Na grafikonu povucimo liniju koja prolazi preko krivulje kroz sredinu, dakle na pola puta između najveće i najmanje visine Sunca. Visina na kojoj prolazi ova linija jednaka je komplementu zemljopisne širine, a datumi u kojima ona siječe krivulju visine Sunca su dani proljetne i jesenske ravnodnevnice. I njih usporedite s kalendarom i zaključite koliko točno ste radili!

Na kraju, zemljopisnu širinu lako nađemo tako da od 90^O oduzmemo visinu na kojoj se u grafikonu nalazi ova linija.