ESAS História - Escola Secundária Aurélia de Sousa

O relógio de Sol baseia-se no aparente movimento do Sol pela abóbada celeste e na consequente deslocação da sombra projectada sobre uma superfície plana ou curva, de um corpo iluminado por esse astro. Primitivamente esses relógios eram bastante rudimentares, porém, de certa época para cá, receberam muitos aperfeiçoamentos, obedecendo sua construção à Geometria Descritiva.
Nos relógios de Sol horizontais, verticais e inclinados, normalmente os quadrantes são planos; nos cilíndricos, como o próprio nome indica, as horas são assinaladas sobre um cilindro, nos esféricos em uma esfera, e os cruzados por meio de uma cruz.
Os relógios solares na realidade não marcam as horas de forma idêntica aos relógios mecânicos; estes dividem o dia exactamente em 24 horas, cada hora em 60 minutos e cada minuto em 60 segundos; é uma divisão calculada pelo homem e o período representado por 24 horas, de um relógio mecânico, corresponde a um dia solar médio. Os relógios de Sol, muito embora marquem as horas aproximadamente às dos relógios mecânicos, raramente coincidem com estes, visto que assinalam as horas correspondentes ao dia solar verdadeiro. Denomina-se dia solar verdadeiro o tempo que o globo terrestre demora em dar uma volta sobre seu próprio eixo, tomando-se como ponto de referência o Sol. Sucede que, enquanto a Terra gira em redor de seu eixo, percorre também uma parte de sua órbita de translação ao redor do Sol – a Terra, portanto, ao girar sobre seu eixo, avança pelo espaço sideral, ou seja, tem dois movimentos: o de rotação e o de translação.
Se os dois movimentos da Terra fossem regulares, os dias solares teriam sempre a mesma duração, porém a órbita da Terra ao redor do Sol não é uma circunferência mas sim uma elipse e isto faz com que o movimento da Terra não seja regido pela lei do movimento uniforme, mas sim pela lei das áreas ou leis de Kepler, uma vez que foram elas descobertas pelo célebre astrónomo alemão João Kepler e enunciadas por ele em 1609; segundo essas leis, os astros, em tempos iguais, não percorrem espaços iguais, mas sim áreas iguais. Por esse motivo é que os dias de Inverno e verão apresentam uma diferença em sua duração.
Se compararmos as horas de um relógio de Sol em relação aos relógios mecânicos, observaremos que o meio-dia solar oscila durante as diversas estações do ano, sendo isso ocasionado pela aparente variação do movimento do Sol pela abóbada celeste, decorrente do movimento de translação elíptica da Terra.
Os relógios mecânicos, devido ao cálculo de suas engrenagens, marcam um tempo sempre regular ou seja o tempo médio, que é a média anual de todas as variações do tempo solar. Assim, nestes relógios os dias têm sempre o mesmo número de horas, não apresentando nenhuma diferença de um dia para outro durante todo o ano, pois medem o dia solar médio, que é o tempo em que a Terra levaria para dar uma volta sobre seu eixo, tomando como ponto de referência o Sol, se seu movimento de translação ao redor desse astro fosse rigorosamente uniforme em todas as épocas do ano, isto é, se sua translação ao redor do sol seguisse não uma elipse, mas uma circunferência.
Até fins do século XVIII, e mesmo princípios do século passado, muitas obras foram escritas sobre a construção de relógios de Sol. Uma delas, contendo 260 páginas, intitulado "Orografia silve Homologaram descritivo", de autoria de Ionizas Baptista e Cora, de 1697, nos mostra com que seriedade e profundidade eram tratada a "ciência da Orologia solar". E note-se, isto numa época em que Galilei. os relógios mecânicos estavam plenamente difundidos, já se fabricando até mesmo relógios pequenos de bolso e a lei do pêndulo, havia mais de 100 anos, tinha sido descoberta por Galileu Galilei!