|
|
Каталог статей
Маятник Фуко.
Маятник Фуко.
Ма́ятник Фуко́ — маятник, используемый для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли.
Эксперимент Фуко
Впервые публичная демонстрация была осуществлена Фуко в 1851 г. в Парижском Пантеоне: под куполом Пантеона он подвесил металлический шар массой 28 кг с закреплённым на нём остриём на стальной проволоке длиной 67 м, крепление маятника позволяло ему свободно колебаться во всех направлениях, под точкой крепления было сделано круговое ограждение диаметром 6 метров, по краю ограждения была насыпана песчаная дорожка таким образом, чтобы маятник в своём движении мог при её пересечении прочерчивать на песке отметки. Чтобы избежать бокового толчка при пуске маятника, его отвели в сторону и привязали верёвкой, после чего верёвку пережгли.
Маятник Фуко в Парижском Пантеоне
Период колебания маятника при такой длине подвеса составлял 16,4 секунд, при каждом колебании отклонение от предыдущего пересечения песчаной дорожки составляло ~3 мм, за час плоскость колебаний маятника повернулась более чем на 11° по часовой стрелке, то есть примерно за 32 часа совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение.
Физика эксперимента
Маятник Фуко является математическим маятником, такой маятник, отклонённый от равновесного положения, совершает колебания в плоскости, неподвижной в инерциальной системе отсчёта (в данном случае — системе отсчёта, «связанной» со звёздами) и проявляет, таким образом, свойства гироскопа. Наблюдатель, находящийся на Земле и вращающийся вместе с нею, находится в неинерциальной (вращающейся) системе отсчёта и будет видеть, что плоскость колебаний маятника медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли.
На Северном или Южном полюсе Земли (ось вращения Земли лежит в плоскости колебаний маятника) плоскость колебаний маятника Фуко совершает поворот на 360° за звёздные сутки (на 15° за звёздный час), на экваторе (ось вращения Земли перпендикулярна плоскости колебаний маятника) плоскость колебаний маятника Фуко неподвижна, в произвольной точке с географической широтой φ (угол между осью вращения Земли и плоскостью колебаний маятника ) скорость вращения плоскости колебаний идеального маятника Фуко ΩP (в градусах в звёздный час) относительно поверхности Земли составляет
Для неидеального маятника Фуко скорость вращения плоскости колебаний зависит и от длины подвеса:где —а амплитуда колебаний груза маятника; L — длина нити. Поэтому для демонстраций применяют маятники с максимально возможной длиной подвеса; так, в Исаакиевском соборе в Ленинграде демонстрировался маятник Фуко на подвесе длиной 98 м.
Действующий маятник Фуко в настоящее время есть в Санкт-Петербургском планетарии. Длина его нити — 8 метров. Также действующий маятник Фуко, массой 12 килограмм и длиной нити 8,5 метров, имеется в Волгоградском планетарии.
24 февраля 2011 года модель маятника появилась и в Киеве. Он установлен в Киевском Политехническом институте. Шар из бронзы весит 43 килограмма, а длина нити составляет 22 метра. Киевский маятник Фуко считается самым большим в СНГ и одним из самых крупных в Европе.
Ещё один маятник Фуко находится в Барнауле в АлтГТУ им. И. И. Ползунова на кафедре экспериментальной физики в 403 аудитории. Длина его нити составляет 5,5 метра.
|
| Категория: Мои статьи | Добавил: Земля (17.11.2013)
|
| Просмотров: 813
| Рейтинг: 4.7/6 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
| Статистика |
|---|
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
