Настільна модель маятника фуко. Як пояснити дитині, що таке «маятник Фуко

Кожевніков Євген

Метою даної є систематизація зібраної інформації та створення настільної демонстраційної установки маятника Фуко.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Районний конкурс молодих дослідників «Крок у майбутнє»

Тема: «Маятник Фуко»

Виконав:

Кожевніков Євген Олександрович

9 «Б» клас МБОУ «ЗОШ №6»

Керівник:

Давидова Ірина Миколаївна

Вчитель фізики МБОУ «ЗОШ №6»

м. Кольчугине

2012

Вступ 3

1.1. Історія створення маятника Фуко 3

1.2. Досвід Фуко 5

1.2.1. Демонстрація досвіду 5

1.2.2. Принцип роботи маятника

1.3. Біографія Ж.Б.Л. Фуко 6

1.4. маятники Фуко 7

1.4.1. Маятники, що діють, в Росії та країнах СНД 7

1.4.2. Маятники, що діють, в інших країнах 9

1.5. Цікаві факти 11

2. Практична частина 11

2.1. Моделі маятника, які можна зробити 11

2.2. Модель маятника представлена ​​на конкурс 13

Висновок 14

Список литературы 15

Вступ

Про існування маятника Фуко я дізнався з курсу фізики 9 класу (тема «Коливання та хвилі»). А потім переглянув телепередачу «Галілео», в якій я побачив модель маятника, виготовленого умільцями програми. І я вирішив перевірити, чи зможу сам виготовити подібну працюючу модель. Для цього я зібрав та вивчив інформацію з різних джерел: книги, ЗМІ, Інтернет. Матеріал був настільки цікавий, що вирішив його систематизувати і самому виготовити модель.

Метою даної є систематизація зібраної інформації та створення настільної демонстраційної установки маятника. У роботі я виклав матеріал про історію створення маятника, його першу демонстрацію, принцип роботи, про різні види моделей маятника, створених по всьому світу, і пропоную на розгляд журі модель маятника, зроблену своїми руками.

Зі своєю роботою я виступав на уроці фізики перед однокласниками та на шкільній науково-практичній конференції «Дорогами відкриттів» та був нагороджений грамотою за перемогу в номінації «Прикладна фізика»

1.1 Історія створення маятника Фуко

Спостерігати за гойданнями світильників у соборі, виявляється, любив не лише Галілей. Цю пристрасть він передав і своєму учневі Вінченцо Вівіані. У 1660 р., на відміну від Галілея, він звернув увагу на іншу особливість коливань маятника на довгій нитці.

Виявляється, площина їх хитання постійно відхиляється, причому завжди в один і той же бік - за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на маятник зверху вниз. А в 1664 р. вчений із міста Падуї Джованні Полені пов'язав це відхилення з обертанням Землі – мовляв, Земля обертається, а площина коливань маятника як була, так і залишається. Ось і спостерігається це людьми, що стоять на Землі, як відхилення площини хитань маятника.

Але виявляється, ця властивість маятника була відома і всюдисущим давнім. Справді, нове – це добре забуте старе. Ось що писав із цього приводу у своїй «Природній історії» римський вчений Пліній Старший, який жив у І ст. н. е.: «Є можливість влаштувати компас без магніту. Для цього потрібно взяти маятник і змусити його хитатися за певним напрямом. При поворотах корабля маятник зберігатиме у своїх гойданнях заданий напрямок» (рис. 1).

Мал. 1. Компас Плінія Старшого на кораблі Мал. 2. Пруток, затиснутий у обертовому

Патроні, що не змінює площину коливань

Треба сказати, дещо у раді Плінія викликає сумнів. Перше - не міг Пліній знати про компас, в Європі про нього дізналися набагато пізніше, принаймні дали цю назву. Тож багато чого, що приписується Плінію, цілком міг внести від себе перекладач його праць з латині у XVIII ст. Друге - неможливо, щоб так довго маятник не змінював площини своїх коливань, його підвіс зробити ідеальним не можна, та й повітря навколо даватиме перешкоди. І третє - обертання Землі саме "відхилятиме" площину коливань маятника, так що корабель "заходить" по колу. Але так чи інакше, Плінієм було помічено, що маятник зберігає площину своїх хитань. І цю властивість блискуче застосував французький вчений Жан Бернар Леон Фуко (1819-1868), створивши свої знамениті маятники. З дитинства Фуко вчитися не любив, знання давалися йому важко. Але руки у нього були золоті – він майстрував іграшки, прилади, сам збудував парову машину, чудово працював на токарному верстаті.

Одного разу Фуко зауважив, що якщо затиснути в патроні верстата довгий пружний сталевий прут і змусити його коливатися (мал. 2), то площина коливань не зміниться навіть при швидкому обертанні патрона. Зацікавившись цим явищем, Фуко став спостерігати спочатку за поведінкою того ж прутка в патроні, що обертається, а потім для зручності вирішив замінити його маятником.

Перші досліди з маятником Фуко провів у льоху свого будинку у Парижі. До вершини склепіння він прикріпив двометровий дріт із загартованої сталі і підвісив на ній п'ятикілограмову латунну кулю. Відвівши кулю вбік, зафіксувавши її за допомогою нитки біля однієї зі стін, Фуко перепалив нитку, надавши маятнику можливість вільно хитатися. І вже за півгодини він став свідком обертання Землі.

Це сталося 8 січня 1851 р. Через кілька днів Фуко повторив свій досвід у Паризькій обсерваторії на прохання її директора, знаменитого французького вченого Араго. Цього разу довжина дроту становила вже 11 м. І відхилення площини хитання маятника було ще помітнішим.

Про досвід Фуко заговорили всюди. Всім хотілося на власні очі побачити обертання Землі. Дійшло до того, що президент Франції принц Луї-Наполеон вирішив поставити цей досвід у воістину гігантських масштабах, щоб демонструвати його публічно. Фуко було надано будівлю паризького Пантеону з висотою бані 83 м.

1.2. Досвід Фуко

1.2.1. Демонстрація досвіду

Вперше публічна демонстрація була здійснена Жаном Фуко в 1851 р. в Паризькому Пантеоні (рис. 3): під куполом Пантеону він підвісив металеву кулю масою 28 кг із закріпленим на ньому вістрям на сталевому дроті довжиною 67 м, кріплення маятника дозволяло йому вільно. напрямках, під точкою кріплення було зроблено кругову огорожу діаметром 6 метрів, по краю огорожі була насипана піщана доріжка таким чином, щоб маятник у своєму русі міг при перетині прокреслювати на піску позначки. Щоб уникнути бічного поштовху при пуску маятника, його відвели убік і прив'язали мотузкою, після чого мотузку перепалили.

Період коливання маятника за такої довжини підвісу становив 16,4 секунд, при кожному коливанні відхилення від попереднього перетину піщаної доріжки становило ~3 мм, за годину площина коливань маятника повернулася більш ніж на 11° за годинниковою стрілкою, тобто приблизно за 32 години здійснила підлогу оборот і повернулася до колишнього становища.

1.2.2. Принцип роботи маятника

Принцип роботи маятника Фуко полягає в тому, що він за кожне коливання відхиляється про задану траєкторію завдяки обертанню Землі навколо своєї осі, найбільше цей ефект помітний на полюсах планети і взагалі не помітний на екваторі. Чим більший розмір маятника, тим більше помітний ефект відхилення. Якщо працюючий маятник, а точніше каркас починати повертати, то маятник зберігає своє положення, також відбувається із Землею, вона обертається під маятником і здається, що маятник змінює напрямок своїх коливань, насправді маятник просто зберігає своє положення, а Земля обертається. Оскільки маятник не жорстко пов'язані з його каркасом, тому каркас обертається разом із землею, а маятник зберігає своє становище.

1.3. Біографія Ж.Б.Л. Фуко

ФУКО Жан Бернар Леон (1819-1868), французький фізик, відомий своїми експериментами з оптики та механіки. Народився 18 вересня 1819 року в Парижі. Початкову освіту здобув удома. На вимогу батька вивчав медицину, але захопився експериментальною фізикою. З 1845 - науковий оглядач газети "Журнал дискусій" ("Journal des Dbats"), з 1855 - співробітник Паризької обсерваторії, з 1862 - член Бюро довгот. Основні дослідження відносяться до оптики, механіки, електромагнетизму. Разом з А.Фізо провів ряд оптичних досліджень, найбільш відоме з них - спостереження інтерференції світла за великої різниці ходу. У 1849-1850 виміряв швидкість світла в повітрі і воді, використовуючи дзеркало, що швидко обертається. Ці порівняльні виміри остаточно підтвердили хвильову природу світла. У 1851 році за допомогою маятника (маятник Фуко) продемонстрував обертання Землі навколо осі. У 1852 винайшов гіроскоп, що широко застосовується тепер у техніці та навігації. У 1855 виявив нагрівання провідного матеріалу вихровими індукційними струмами (струми Фуко) і запропонував спосіб їх зменшення. Розробив прецизійний спосіб виготовлення дзеркал для великих рефлекторів та запропонував використовувати замість металевих дзеркал легші та дешевші скляні, вкриті плівкою срібла. Серед інших винаходів Фуко - автоматичний регулятор світла для дугової лампи, фотометр, призова поляризація, придатна для роботи в УФ-області. Фуко був членом Лондонського королівського товариства Берлінської академії наук; за наукові нагороди нагороджений медаллю Коплі.

1.4. маятники Фуко, що діють

1.4.1. Діючі маятники в Росії та країнах СНД

24 лютого 2011 року модель маятника з'явилася вКиєві. Він встановлений у (Рис. 4). Куля з бронзи важить 43 кілограми, а довжина нитки становить 22 метри. Київський маятник Фуко вважається найбільшим у СНД та одним із найбільших у Європі.

12 червня 2011 року відкривсяМосковський планетарій , де встановлений маятник Фуко з довжиною нитки 16 метрів, масою кулі - 50 кілограмів (рис. 5).

8 лютого 2012 року відкривсяНовосибірський астрофізичний комплекс , що включає вежу Фуко з маятником, довжина нитки якого 15 метрів.

Діючий маятник Фуко з довжиною нитки 20 метрів є вСибірському федеральному університеті (Красноярськ ).

Маутник Фуко, що діє, масою 12 кілограмів і довжиною нитки 8,5 метрів, є в Волгоградському планетарії.

Чинний маятник Фуко нині є у Санкт-Петербурзькому планетарії. Довжина його нитки – 8 метрів.

МАЯТНИК ФУКО,пристрій, що наочно демонструє обертання Землі. Його винахід приписують Ж.Фуко (1819–1868). Спочатку досвід був виконаний у вузькому колі, але так зацікавив Л. Бонапарта (пізніше став Наполеоном III, французьким імператором), що він запропонував Фуко повторити його публічно в грандіозному масштабі під куполом Пантеону в Парижі. Цю публічну демонстрацію, влаштовану 1851 року, і прийнято називати досвідом Фуко.

Під куполом будівлі Фуко підвісила металева куля масою 28 кг на сталевому дроті довжиною 67 м. На відміну від годинникового маятника, який може гойдатися тільки в одній площині, у маятника Фуко верхній кінець дроту був закріплений таким чином, щоб він міг гойдатися однаково вільно у всіх. напрямках. Під маятником було зроблено кругову огорожу радіусом 6 м із центром прямо під точкою підвісу. На огорожу був насипаний пісок, щоб при кожному коливанні прикріплене під кулею маятника металеве вістря могло змітати його на своєму шляху. Щоб забезпечити пуск маятника без бічного поштовху, його відвели убік та прив'язали мотузкою. Після того, як маятник після прив'язування прийшов у стан повного спокою, мотузку перепалили і маятник почав рухатися.

Маятник такої довжини здійснює одне повне коливання за 16,4 с, і незабаром стало видно, що площина хитання маятника повертається за годинниковою стрілкою щодо підлоги. При кожному наступному коливанні металеве вістря змітало пісок приблизно 3 мм від попереднього місця. За годину площина гойдання повернулася більш ніж на 11°, а приблизно за 32 години здійснила повний оборот і повернулася до попереднього положення. Ця вражаюча демонстрація приводила глядачів прямо в істерику; їм здавалося, що вони відчувають обертання Землі під ногами.

Щоб з'ясувати, чому маятник поводиться таким чином, розглянемо пісочне кільце. Північна точка кільця знаходиться в 3 м від центру, і, враховуючи, що Пантеон знаходиться на 48 ° 51 північної широти, ця частина кільця на 2,3 м ближче до земної осі, ніж центр. Тому при повороті Землі на 360° протягом 24 годин північний край кільця рухатиметься по колу меншого радіусу, ніж центр, і за добу пройде на 14,42 м менше. Отже, різниця швидкостей цих точок дорівнює 1 см/хв. Так само південний край кільця рухається на 14,42 м на добу, або на 1 см/хв, швидше, ніж центр кільця. Завдяки цій різниці швидкостей лінія, що з'єднує північну та південну точки кільця, завжди залишається спрямованою з півночі на південь.

На земному екваторі північний і південний кінці настільки невеликого простору перебували на одній відстані від земної осі і, отже, рухалися однаковою швидкістю. Тому поверхня Землі не оберталася навколо вертикального стовпа, що стоїть на екваторі, а маятник Фуко гойдався б по одній і тій же лінії. Швидкість обертання площини гойдання дорівнювала б нулю, а час повного обороту було б нескінченно великим. Якби маятник був встановлений на одному з географічних полюсів, то виявилося б, що площина гойдання повертається точно на 15° щогодини і здійснює повний оборот на 360° за 24 год. (Поверхня Землі повертається на 360° на добу навколо земної осі. )

Ми стали свідками того, як у черговий раз церква і держава, протиборствуючи чи, навпаки, знаходячи повне взаємне розуміння, наочно демонструють це своїм громадянам і прихожанам такими широкими жестами, що викликають у тих та інших хвилю протестного руху. Піднятий та широко обговорюваний статус Ісаакіївського собору, маятника у соборі, як антирелігійного аргументу, відновлені богослужіння та продовжена просвітницька робота музею-пам'ятника вносять сум'яття та розбрат між невдоволеними жителями міста. У чому суть суперечки?

Ісаакіївський собор при царизмі

Архітектора Огюста Монферрана та зведення його дітища, нового, четвертого за рахунком,збудованого на цьому ж місці, кафедрального собору на честь Ісаакія Далматського, контролював сам імператор Микола I . Розпочаті в 1818 році проектні роботи, внесення виправлень у первісний варіант і саме будівництво храму продовжувалися 40 років.

Урочисте освячення собору 30 травня 1858 року відвідала сім'я імператора Олександра ІІ.. Величний будинок вражав своїми розмірами та красою як зовні, так і всередині. Були збудовані в параді війська. Для народу на двох прилеглих майданах поставили трибуни. Це було велике свято для Санкт-Петербурга.

Незабаром будівлю було передано до рук Міністерства внутрішніх справ і з 1883 року перебувало у подвійному підпорядкуванні: православному відомству – у «господарському відношенні», Міністерству – у «техніко-художньому». На неодноразові прохання митрополитів обох столиць передати Ісаакіївський собор у одноосібне управління духовенства звучала рішуча відмова.

До 1928 року Ісаакіївський собор, звільнений від дорогих церковних цінностей, належав різним громадам парафіян. У червні було розірвано договір із черговим приходом, припинено служби, а будівлю передано у користування Головнауки. 12 квітня 1931 року тут було відкрито музей антирелігійної пропаганди.

Будівля почала виконувати виключно світські функції. Після реставрації нагорі відкрили оглядовий майданчик. Кожен радянський громадянин міг тепер милуватися красою Ленінграда з висоти Ісаакіївського собору. Маятник у соборі, встановлений як науковий прилад для доказу факту, що Земля обертається навколо своєї осі, викликав величезний інтересжителів міста та їх гостей. Мало кого схвилювало те, що з його монтажу зняли з внутрішньої частини купола постать голуба, образ Святого Духа.

У ніч на 12 квітня 1931 року подивитися на перший його пуск зібралися 7000 глядачів, які з цікавістю спостерігали і галасливо сперечалися в очікуванні результату: впаде збита кулькою сірникова коробка чи ні. Наукатріумфувала над релігією: «Вона обертається», імаятник Фуко в Ісаакіївському соборідоводив це безперечно.

Що таке маятник Фуко?

Перший такий експеримент зробив у 1851 році француз Жан Фуко. Після пробних пусків у підвалі будинку він продемонстрував свій досвід під куполом Пантеону у присутності майбутнього імператора Наполеона ІІІ.та з дозволу Папи Римського.

Коли маятник вагою 28 кг був запущений уздовж географічного меридіана у вільне коливання на дроті довжиною 67 метрів, його металеве вістря розкреслювало насипанийпо колу пісок. Було зрозуміло, що кожен наступний прихід вістря зміщується на кілька міліметрів по відношенню до попереднього. Через деякий час стало очевидним, що площина коливання маятника повертається. За одну годину кут повороту становив 11 градусів.

Маятник Фуко в Ісаакіївському соборівагою 54 кг та довжиною троса 98 метрів повертав площину коливання на 13 градусів за годину.

Маятник у соборі

У вісімдесяті роки минулого століття Православна церква почала повертати свій вплив. Припинився контрольза відвідуванням громадянами храмів та скоєннямцерковних обрядів. Перші особи у свята бували на службі в кафедральному соборі столиці.

На знак своєї лояльності до церкви держава звернула увагу на Ісаакіївськийсобор. Маятник у соборідемонтували під пристойним приводом: поломка підвісної системи. Це було 1986 року, а чотирма роками пізніше тут відновилися богослужіння.

Фізичний прилад Фуко, принесений у жертву заради миру та злагоди між двома могутніми структурами влади, державою та церквою, лежить у сховищі музею. Там, де в Ісаакіївському соборі в Петербурзі висів маятникзнову летить голуб.

У 2015 році духовенством було піднято втретє (двічі – до революції) питання про передачу Ісаакіїського собору церкви. Було багато публікацій, суперечок та виступів громадян «за» та «проти». Нарешті у січні 2017 року губернатор Санкт-Петербурга оголосив про рішення влади: «Питання про передачу Ісаакіївського собору у користування РПЦ вирішено, але будівля повністю збереже музейно-просвітницьку функцію».

Що буде далі?

Кожен зрозумів заяву по-своєму. Музейні працівники розцінили це як ліквідацію музею. Відбулися акції протесту прихильників музею та хресні ходи супротивників. Таким чином, коли прибрали маятник Фуко з Ісаакіївського собору, А влада оголосила своє рішення, це не внесло остаточної ясності ні про належність, ні про призначення будівлі.

На сьогоднішній день немає остаточного розуміння статусу собору в жодній із сторін. Начебто, виявивши готовність до передачі «Ісаакія» до рук церкви, уряд із січня цього року не дочекався від РПЦ офіційної заявки на це. Музейні службовці не знають, що робити: пакувати експонати чи розпаковувати вже зібране. ЗМІ періодично порушують це питання перед дирекцією музею, але і колишній, і Ю. Мудров, який вступив у червні на посаду, схоже, погано уявляють своє майбутнє.Громадяни періодично протестують.

Поки що можна впевнено сказати лише те, що сьогодні в будівлі щодня проходять служби і тут же працює музей.Ісаакіївський собор». Маятнику соборі як би продовжує розгойдуватися.

Маятник Фуко – що це та з чим його їдять?

За проведення досвіду з маятником Жан Фуко був удостоєний Ордену Почесного легіону – найвищої нагороди Франції.

Він отримав свою назву від прізвища французького фізика-астронома та використовується для експериментальної демонстрації добового обертання Землі. Вперше експеримент із маятником був проведений Жаном Фуко у підвалі будинку вночі, у січні 1851 року. До вершини склепіння він прикріпив двометровий дріт із загартованої сталі і підвісив на ній 5-кілограмову латунну кулю. Відвівши кулю вбік, зафіксувавши її за допомогою нитки біля однієї зі стін, Фуко перепалив нитку, надавши маятнику можливість вільно хитатися. І вже за півгодини він став свідком обертання Землі. На наступному етапі свого експерименту вчений взяв вантаж вже вагою 28 кг і підвісив його до вершини купола на дроті завдовжки 67 м. Наприкінці вантажу Жан Фуко закріпив металеве вістря. Маятник робив вагання над круглою огорожею, по краю якої був насипаний пісок. При кожному коливанні маятника гострий стрижень, закріплений знизу вантажу, скидав пісок приблизно 3 мм від попереднього місця. За кілька годин стало видно, що площина хитання маятника повертається за годинниковою стрілкою щодо підлоги. За годину площина коливань повернулася більш ніж на 11 градусів, а приблизно за 32 години здійснила повний обіг і повернулася до попереднього положення. Фуко таким чином довів, що якби поверхня Землі не оберталася, маятник не показував зміни площини коливань. Після того, як експеримент був повторений у вузькому колі осіб, майбутній французький імператор Наполеон III запропонував Фуко повторити експеримент публічно під куполом Пантеону в Парижі.

Географія маятників

На площину обертання маятника впливає географічна широта місця, де його встановлено. Якщо, наприклад, його поставити на Північному чи Південному полюсі, він робитиме оборот за 24 години. А маятник, встановлений на екваторі, взагалі не обертатиметься. Ще один фактор – довжина підвісу. Довгі маятники обертаються швидше.

Після експерименту французького астронома маятник Фуко почали використовувати у всьому світі. Існуючі прилади сконструйовані за одним і тим же принципом і різняться між собою хіба що технічними параметрами та дизайном майданчиків, на яких встановлені.

З 1931 до 1986 року маятник Фуко завдовжки 98 м можна побачити в Ісаакіївському соборі в Санкт-Петербурзі. Під час проведення екскурсії відвідувачі могли спостерігати за експериментом: площина обертання підвішеного під куполом маятника поверталася, і стрижень збивав сірникову коробку на підлозі віддалік від площини обертання. 1986 року маятник зняли та прибрали до підвалу Ісаакіївського собору у зв'язку з несправністю підвісного механізму. На гак під куполом помістили голуба – споконвічного мешканця цього місця. 30 років маятник Фуко знаходився у сховищі, але торік його дістали знову. До Дня космонавтики було заплановано єдину демонстрацію його роботи, а потім він став частиною музейної експозиції. Директор ДМП «Ісаакіївський собор» Микола Буров пропонував владі міста показувати маятник на площі перед собором, але ця ініціатива не знайшла підтримки. До речі, маятник, що висів в Ісаакіївському соборі, був найбільшим у світі. Довжина його нитки – 98 м-коду, а важить бронзовий маятник 54 кг.

Сьогодні в нашій країні на маятник Фуко, що діє, крім новосибірського планетарію, можна переглянути також в московському планетарії (тут знаходиться маятник з довжиною нитки 16 м і масою кулі 50 кг), Сибірському федеральному університеті (довжина нитки - 20 м). Прямо зараз гойдаються маятники у Санкт-Петербурзькому (довжина нитки – 8 м) та Волгоградському (масою 12 кг і довжиною нитки 8,5 м) планетаріях, а також в атріумі сьомого поверху Фундаментальної бібліотеки МДУ, у Приволзькому федеральному університеті в Казані. Ще один маятник Фуко знаходиться у Барнаулі в АлтДТУ ім. І.І. Повзунова на кафедрі експериментальної фізики. Довжина його нитки становить 5,5 м-коду.

Найбільший у СНД та один із найбільших маятників Фуко в Європі встановлений у Київському політехнічному інституті. Куля із бронзи важить 43 кг, а довжина нитки становить 22 м.

Загалом у світі моделей маятників Фуко близько 20, у тому числі у США, Франції, Румунії, Австралії, Кувейті та інших країнах. Гігантські маятники такого роду сьогодні є звичайними експонатами в деяких великих музеях, включаючи музей Смітсона у Вашингтоні та Музей науки в Лондоні. Є свій маятник і в штаб-квартирі Організації об'єднаних націй у Нью-Йорку, а найвищий з маятників Фуко, що діють, у світі розміщений в Орегонському Конференц-центрі, довжина його нитки – 27,4 м.

Повторити досвід астронома у домашніх умовах – реально

Редакція журналу "Все про новобудови" вивчила способи виготовлення маятника Фуко в домашніх умовах. Наведені варіанти можуть стати в нагоді, наприклад, для наочної демонстрації дітям добового обертання Землі.

Варіант 1.Прив'яжіть до олівця нитку з невеликим круглим вантажем, наприклад з гайкою. Покладіть на стіл лінійку і, тримаючи олівець горизонтально, підштовхніть маятник, щоб він гойдався вздовж лінійки. Далі потрібно поступово повертати олівець у горизонтальній площині. Поворот олівця не вплине на маятник, він, як і раніше, гойдатиметься вздовж лінійки. Під час цього досвіду не повинно бути вітру, протягу, які могли б вплинути на маятник.

Варіант 2Можна перевернути вгору ногами табурет і зміцнити на кінцях двох його ніжок, по діагоналі, будь-який дерев'яний ціпок або металеву трубку, рівно по середині даної конструкції необхідно прив'язати маятник. Змусіть його рухатися так, щоб площина його гойдання проходила між ніжками табурету. Повільно повертайте табурет навколо вертикальної осі. Тепер маятник хитається вже в іншому напрямку. Насправді він хитається так само, а зміна відбулася через поворот самого табурету, який у цьому досвіді грає роль планети Земля.

Варіант 3.Візьміть дерев'яну дошку довжиною 50-60 см, шириною 12-15 см та товщиною 2-3 сантиметри. Зміцніть на ній П-подібну підставку із вузьких дерев'яних рейок. Висота підставки повинна бути близько 30-40 см. У середині верхньої перекладини просвердліть вертикальний отвір і вставте в нього шматочок дроту, загнувши верхній кінець, щоб він тримався в отворі. Нижній кінець зволікання зігніть гачком, на ньому буде підвішено маятник. Цей гачок має вільно обертатися у своєму гнізді. На тонкому шнурку підвісьте до гачка якийсь важкий вантаж (велику гайку або кульку від підшипника, загорнувши його в тканину). Розкачайте маятник так, щоб його розмах не перевищував довжину підставки. Повертаючи підставку навколо вертикальної осі проти годинникової стрілки, ви тим самим повторите в мініатюрі обертання Землі із заходу на схід. Таким чином, модель Землі повертається, а маятник продовжує вагатися в тій площині, де він був запущений.

МАЯТНИК ФУКО,пристрій, що наочно демонструє обертання Землі. Його винахід приписують Ж.Фуко (1819–1868). Спочатку досвід був виконаний у вузькому колі, але так зацікавив Л. Бонапарта (пізніше став Наполеоном III, французьким імператором), що він запропонував Фуко повторити його публічно в грандіозному масштабі під куполом Пантеону в Парижі. Цю публічну демонстрацію, влаштовану 1851 року, і прийнято називати досвідом Фуко.

Під куполом будівлі Фуко підвісила металева куля масою 28 кг на сталевому дроті довжиною 67 м. На відміну від годинникового маятника, який може гойдатися тільки в одній площині, у маятника Фуко верхній кінець дроту був закріплений таким чином, щоб він міг гойдатися однаково вільно у всіх. напрямках. Під маятником було зроблено кругову огорожу радіусом 6 м із центром прямо під точкою підвісу. На огорожу був насипаний пісок, щоб при кожному коливанні прикріплене під кулею маятника металеве вістря могло змітати його на своєму шляху. Щоб забезпечити пуск маятника без бічного поштовху, його відвели убік та прив'язали мотузкою. Після того, як маятник після прив'язування прийшов у стан повного спокою, мотузку перепалили і маятник почав рухатися.

Маятник такої довжини здійснює одне повне коливання за 16,4 с, і незабаром стало видно, що площина хитання маятника повертається за годинниковою стрілкою щодо підлоги. При кожному наступному коливанні металеве вістря змітало пісок приблизно 3 мм від попереднього місця. За годину площина гойдання повернулася більш ніж на 11°, а приблизно за 32 години здійснила повний оборот і повернулася до попереднього положення. Ця вражаюча демонстрація приводила глядачів прямо в істерику; їм здавалося, що вони відчувають обертання Землі під ногами.

Щоб з'ясувати, чому маятник поводиться таким чином, розглянемо пісочне кільце. Північна точка кільця знаходиться в 3 м від центру, і, враховуючи, що Пантеон знаходиться на 48 ° 51 північної широти, ця частина кільця на 2,3 м ближче до земної осі, ніж центр. Тому при повороті Землі на 360° протягом 24 годин північний край кільця рухатиметься по колу меншого радіусу, ніж центр, і за добу пройде на 14,42 м менше. Отже, різниця швидкостей цих точок дорівнює 1 см/хв. Так само південний край кільця рухається на 14,42 м на добу, або на 1 см/хв, швидше, ніж центр кільця. Завдяки цій різниці швидкостей лінія, що з'єднує північну та південну точки кільця, завжди залишається спрямованою з півночі на південь.

На земному екваторі північний і південний кінці настільки невеликого простору перебували на одній відстані від земної осі і, отже, рухалися однаковою швидкістю. Тому поверхня Землі не оберталася навколо вертикального стовпа, що стоїть на екваторі, а маятник Фуко гойдався б по одній і тій же лінії. Швидкість обертання площини гойдання дорівнювала б нулю, а час повного обороту було б нескінченно великим. Якби маятник був встановлений на одному з географічних полюсів, то виявилося б, що площина гойдання повертається точно на 15° щогодини і здійснює повний оборот на 360° за 24 год. (Поверхня Землі повертається на 360° на добу навколо земної осі. )