Тот факт, что Земля вращается вокруг своей оси, сегодня известен каждому школьнику. Однако не всегда люди были убеждены в этом: обнаружить вращение Земли, находясь на ее поверхности, достаточно трудно. Конечно, можно догадываться, что суточное движение небесных тел по небесной сфере – это и есть проявление вращения Земли. Но видится нам это явление именно как движение Солнца и звезд по небу.
В середине Жан Бернард Леон Фуко смог провести опыт, который демонстрирует вращение Земли достаточно наглядно. Опыт этот был проведен неоднократно, а публично сам экспериментатор представил его в 1851 году в здании Пантеона в Париже.
Здание Парижского Пантеона в центре венчает громадный купол, к которому была прикреплена стальная проволока длиной 67 м. К этой проволоке подвесили массивный металлический шар. По разным источникам, масса шара составляла Проволока крепилась к куполу таким образом, чтобы получившийся маятник мог качаться в любой плоскости.
Маятник совершал колебания над круглым постаментом диаметром 6 м, по краю которого был насыпан валик из песка. При каждом качании маятника острый стержень, укрепленный на шаре снизу, оставлял на валике отметку, сметая с ограждения песок.
Для того, чтобы исключить влияние подвеса на маятник Фуко, применяют специальные подвесы (рис. 4). А для того, чтобы избежать бокового толчка (то есть, чтобы маятник качался строго в плоскости), шар отводят в сторону, привязывают к стене, а затем пережигают веревку.
Период колебаний маятника, как известно, может быть рассчитан по формуле:
По прошествии каждого периода новая отметка, производимая острием стержня на песке, оказывалась примерно в 3 мм от предыдущей. За первый час наблюдений плоскость качаний маятника повернулась на угол около 11° по часовой стрелке. Полный же оборот плоскость маятника совершила примерно за 32 часа.
Опыт Фуко производил огромное впечатление на наблюдавших его людей, которые будто бы непосредственно ощущали движение земного шара. Среди зрителей, наблюдавших опыт, был и Л. Бонапарт, через год провозглашенный императором Франции Наполеоном III. За проведение опыта с маятником Фуко был удостоен Ордена Почетного легиона – высшей награды Франции.
В России маятник Фуко длиной 98 м был установлен в Исакиевском соборе в Ленинграде. Обычно показывался такой удивительный эксперимент – устанавливался на полу спичечный коробок чуть поодаль от плоскости вращения маятника. Пока гид рассказывал о маятнике, плоскость его вращения поворачивалась и стержень, укрепленный на шаре, сбивал коробок.
В основу опыта был положен уже известный в то время экспериментальный факт: плоскость качания маятника на нити сохраняется независимо от вращения основания, к которому подвешен маятник. Маятник стремится сохранить параметры движения в инерциальной системе отсчета, плоскость которой неподвижна относительно звезд. Если поместить маятник Фуко на полюсе, то при вращении Земли плоскость маятника будет оставаться неизменной, и наблюдатели, вращающиеся вместе с планетой, должны видеть, как плоскость качаний маятника поворачивается без воздействия на него сил. Таким образом, период вращения маятника на полюсе равен периоду обращения Земли вокруг своей оси – 24 часам. На других широтах период будет несколько больше, т. к. на маятник действуют силы инерции, возникающие во вращающихся системах – силы Кориолиса. На экваторе плоскость маятника вращаться не будет – период равен бесконечности.
Маятник Фуко (Фото: Marco Cannizzaro, Shutterstock)
8 января 1851 года физик Жан Бернар Леон Фуко, благодаря сконструированному им аппарату, получил доказательство, что Земля вертится.
Жан Бернар Леон Фуко сконструировал прибор, состоящий из пятикилограммового шара из латуни, подвешенного к потолку на стальной проволоке длиной 2 метра.
Качнув шар, Фуко наблюдал поворот плоскости качания его на несколько градусов. Хотя никаких оснований для этого не было. Таким образом, Фуко сделал выводы, что наблюдается не что иное, как вращение Земли.
В два часа ночи Фуко сделал запись своего наблюдения в рабочем журнале. А позднее, 3 февраля этого же года, Фуко пригласил академиков в Парижскую обсерваторию для наблюдения за вращением Земли и продемонстрировал свой прибор, названный впоследствии маятником Фуко.
Маятник в парижском Пантеоне представлял собой 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 шестиметровое круговое ограждение, по краю которого была насыпана песчаная дорожка, 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.
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. Эксперимент вошел в историю науки, наглядно подтвердив гипотезу о вращении Земли.
В Исаакиевском соборе Санкт-Петербурга маятник Фуко был запущен в ночь с 11 на 12 апреля 1931 года.
У нас маятник в Исаакиевском соборе просуществовал с 1931 по 1986: шар был подвешен под куполом на тросе в 93 метра. Самый большой в мире!
. если исходить из ускорения Кориолиса, то скорость относительного вращения маятника в каждой точке траектории будет в два раза больше, чем следует из относительного расчёта, что не может быть в принципе. Сила Кориолиса в этом случае явно даёт неправильный результат.
Мы знаем, как работают маятниковые часы: они «заряжаются» гирей, без которой колебания быстро бы затухли из-за трения. Никакой гири в маятниках Фуко не присутствует. Что же их «подкручивает»?
Но главное: маятник вращается. Значит, маятник давит на подвеску, заставляя её вращаться. Ведь если подвеска заставляет вращаться маятник, то это уже жульничество. Как мы может понять, не зная конструкции?
Я долго думал, как же устроена подвеска, чтобы демонстрировать этот фейк, пока не увидел замечательный ролик:
Во-первых, начиная с 50-й секунды (четко на 55-ой) виден шнур. И он не натянут, а волной. Это оболочка, скрывающая шнур внутри, чтобы не было видно его вращения?
Во-вторых, весьма примечательный эффект: в 1.13 маятник идет от нас и задевает мишень, а в 1.17 он уже идет к нам и НЕ задевает мишень (в 1.19 задевает еще сильнее). Это как это? При каждом качании маятник слегка поворачивается (должен).
Т.е. если задел в одну сторону, то при обратном движении должен задеть еще сильнее.
Это может быть, лишь если он качается не в плоскости, как нам рассказывают, а по кривой. Причем, её подворачивают в момент максимального отклонения к камере.
Я бы сказал, что шарик крепления маятника, наклоняясь к нам, ударяется о кривую поверхность (что-то типа листа Мёбиуса). Тем самым шарик каждый раз ударяется не перпендикулярно, а под некоторым углом, меняя угол отражения. Отсюда и некоторая изогнутость траектории.
Собственно, гифка из Вики именно этот факт и демонстрирует.
Представляется, что тайна подвески маятника Фуко раскрыта.
Подстраницы (8): 1.1 Геология 1.2 Гравитация 1.3 Сила Кориолиса 1.4 Горизонт 1.5 Астрономия 1.6 Космонавтика 1.7 Управление погодой 1.8 Управляющие
В середине 19-го века француз по имени Леон Фуко стал известным за раскачивание маятников, утверждая, что их последовательные движения служат доказательством суточного вращения Земли. С тех пор «Маятник Фуко» регулярно качался в музеях и экспозиционных залах по всему миру, чтобы обеспечить так называемое вечное доказательство гелиоцентрической теории вращающегося земного шара. Однако от обманутой общественности была скрыта та правда, что маятник Фуко является неудачным экспериментом, который не доказывает ничего, кроме того, как легко удаётся лженауке обманывать подвергающиеся манипуляциям массы.
Начнем с того, что маятники Фуко не раскачиваются равномерно в одном направлении. Иногда они вращаются по часовой, а иногда против часовой стрелки, иногда они не вращаются, а иногда они вращаются слишком сильно. Ученые, которые повторяли вариации эксперимента, доказывали снова и снова, что «трудно избежать некоторого незначительного бокового смещения маятника при запуске». Поведение маятника на самом деле зависит от: 1) начального усилия, запускающего его движение, 2) используемого крепления «шар-раструб», которое значительно облегчает именно круговое движение, а не любое другое. Предполагаемое вращение Земли на это совершенно не влияет и не имеет отношения к колебанию маятника. Если бы предполагаемое постоянное вращение Земли как-то оказывало влияние на маятники, то не должно возникать никакой необходимости вручную приводить маятники в движение! Если суточное вращение Земли вызывает 360-градусное равномерное суточное вращение маятников, то в любом месте на Земле невозможно существование стационарного маятника!
«Хотя предпосылка, что вращение Земли в восточном направлении заставляет воду также вращаться и в унитазе, имеет смысл, но в реальности сила и скорость, с которой вода входит и выходит из резервуара, слишком велика, чтобы подвергаться влиянию чего-либо столь мизерного, как единичный 360-градусный поворот за день.
В 1851 году Жан Фуко в здании парижского Пантеона провел опыт, который демонстрировал вращение Земли. Ввеху купола высотой 67 метров была прикреплена длинная стальная проволока. К этой проволоке подвесили металлический шар массой около 25 кг, который мог качаться в любой плоскости.
Маятник совершал колебания над круглым постаментом радиусом 3 м. По краю которого был сделан бортик из песка. При каждом качании маятника острый кончик, укрепленный на шаре снизу, оставлял на песочном бортике отметку. Каждая следующая отметка на песке оказывалась на расстоянии в 3 мм от предыдущей.
За час наблюдений плоскость качаний маятника повернулась на угол в 11° по часовой стрелке. Полный же оборот плоскость маятника совершила за 32 часа.
В середине 20 века аналогичный маятник Фуко длиной 98 м был установлен в России в Исакиевском соборе Ленинграда. Публику несказанно удивлял эксперимент со спичечным коробком, который устанавливали чуть поодаль от плоскости вращения маятника. Через какое-то время укрепленный на шаре стержень приближался к коробку и сбивал его.
Плоскость качания маятника на нити сохраняется независимо от вращения основания, к которому подвешен маятник. Если поместить маятник Фуко на полюсе, то период вращения маятника там будет равен периоду обращения Земли вокруг своей оси – 24 часам. Период поворота оси маятника зависит от широты местности. На экваторе плоскость маятника вращаться не будет – период равен бесконечности.
Маятник Фуко (Фото: Marco Cannizzaro, Shutterstock)
