Scisne ?
Маятник Фуко
Наблюдать за качаниями светильников в соборе любил не только Галилей. Эту страсть он передал и своему ученику Винченцо Вивиани. В 1660 г. в отличие от Галилея он обратил внимание на другую особенность колебаний маятника на длинной нити.
Оказывается, плоскость их качаний постоянно отклоняется, причем всегда в одну и ту же сторону – по часовой стрелке, если смотреть на маятник сверху вниз. А в 1664 г. ученый из города Падуи Джованни Полени связал это отклонение с вращением Земли – дескать, Земля вращается, а плоскость колебаний маятника как была, так и остается. Вот и наблюдается это стоящими на Земле людьми как отклонение плоскости качаний маятника.
 |
Но оказывается, это свойство маятника было известно и вездесущим древним. Действительно, новое – это хорошо забытое старое. Вот что писал по этому поводу в своей «Естественной истории» римский ученый Плиний Старший, живший в I в. н. э.: «Есть возможность устроить компас без магнита. Для этого нужно взять маятник и заставить его качаться по определенному направлению. При поворотах корабля маятник будет сохранять в своих качаниях заданное ему направление» (рис. 94).
Надо сказать, кое-что в совете Плиния вызывает сомнение. Первое – не мог Плиний знать про компас, в Европе про него узнали гораздо позже, по крайней мере дали это название. Так что многое, приписываемое Плинию, вполне мог внести от себя переводчик его трудов с латыни в XVIII в. Второе – невозможно, чтобы так долго маятник не изменял плоскости своих колебаний, его подвес сделать идеальным нельзя, да и воздух вокруг будет давать помехи. И третье – вращение Земли будет само «отклонять» плоскость колебаний маятника, так что корабль «заходит» по кругу. Но так или иначе, Плинием было замечено, что маятник сохраняет плоскость своих качаний. И это свойство блестяще применил французский ученый Жан Бернар Леон Фуко (1819—1868), создав свои знаменитые маятники. С детства Фуко учиться не любил, знания давались ему с трудом. Но руки у него были золотые – он мастерил игрушки, приборы, сам построил паровую машину, прекрасно работал на токарном станке.
 |
Однажды Фуко заметил, что если зажать в патроне станка длинный упругий стальной прут и заставить его колебаться (рис. 95), то плоскость колебаний не изменится даже при быстром вращении патрона. Заинтересовавшись этим явлением, Фуко стал наблюдать сначала за поведением того же прутка во вращающемся патроне, а затем для удобства решил заменить его маятником.
 |
Первые опыты с маятником Фуко провел в погребе своего дома в Париже. К вершине свода погреба он прикрепил двухметровую проволоку из закаленной стали и подвесил на ней пятикилограммовый латунный шар. Отведя шар в сторону, зафиксировав его с помощью нити возле одной из стен, Фуко пережег нить, предоставив маятнику возможность свободно качаться. И уже через полчаса он стал свидетелем вращения Земли. Это произошло 8 января 1851 г.
А спустя несколько дней Фуко повторил свой опыт в Парижской обсерватории по просьбе ее директора, знаменитого французского ученого Араго. На этот раз длина проволоки составляла уже 11 м. И отклонение плоскости качания маятника было еще заметней.
 |
Об опыте Фуко заговорили повсюду. Всем хотелось своими глазами увидеть вращение Земли. Дело дошло до того, что президент Франции принц Луи-Наполеон решил поставить этот опыт в поистине гигантских масштабах, чтобы демонстрировать его публично. Фуко было предоставлено здание парижского Пантеона с высотой купола 83 м.
Уже в апреле того же 1851 г. опыт Фуко был открыт для обозрения в Пантеоне (рис. 96). Длина подвеса маятника – стальной проволоки диаметром 1,4 мм – была 65 м, масса маятника – 28 кг. Металлический шар совершал одно полное колебание за 16 секунд, проходя 14 м пути, и отклонялся при этом на 2,5 мм от первоначального положения. Особый электромагнит поддерживал постоянство колебаний.
Посмотреть на маятник Фуко приходили целые толпы парижан. Демонстрации опыта Фуко стали устраивать в самых разных странах. Сообщения об этом приходили из Ливерпуля и Оксфорда, Бристоля и Дублина, Женевы и Ренна. Даже в Рио-де-Жанейро и в Коломбо на Цейлоне этому замечательному опыту аплодировали тысячи восторженных зрителей. Появились и комнатные модели маятников Фуко.
 |
Но самым грандиозным в свое время был опыт с маятником Фуко в здании Исаакиевского собора в Ленинграде (нынешнем Санкт-Петербурге) (рис. 97). Первая демонстрация его состоялась 6 марта 1931 г. На стальной проволоке диаметром 1 мм и длиной 98 м был подвешен бронзовый шар массой 60 кг. Достаточно северное положение города обеспечивало значительное отклонение маятника – за час примерно 13°. Это в два с лишним раза больше, чем у самого Фуко в Пантеоне. За одно колебание плоскость качаний смещалась на 6 мм, что было хорошо видно.
Устроить небольшой маятник Фуко можно и самому. Нужно приготовить маятник, например, привязав к нитке тяжелую гайку, взять в руку свободный конец нитки и… Нет, вам не придется стоять часами, ожидая, пока Земля повернется. Лучше станьте на известную скамью Жуковского или даже на покупную «Грацию» и, вытянув руку с качающимся маятником, попробуйте завращать себя. Маятник в вашей руке будет сохранять первоначально заданное направление колебаний, например от двери к шкафу (рис. 98).
 |
И еще про Фуко, вернее, про пример его жизни. Он плохо учился в школе (внимание, лентяи!), не тянулся к знаниям. К тому же у него было очень слабое здоровье. Но увлекшись интересным делом, он стал знаменитым на весь мир ученым, его имя вошло во все энциклопедии. И не только из-за его маятника. Фуко измерил скорость света как в воздухе, так и в воде, открыл свои вихревые «токи Фуко» и сделал много других открытий в физике.
Источник
Опыт по физике для детей: как доказать вращение Земли
Домашние опыты: маятник Фуко – своими руками
Виталий Зарапин педагог, популяризатор науки, кандидат технических наук
Есть категория детей, для которых день прожит зря, если не удалось что-то смастерить или на практике проверить свою новую идею. Именно для них — книга «Опыты Тома Тита. Удивительная механика», и особенно будет она кстати в каникулы, когда и перочинный ножик обычно под рукой, и времени на домашние опыты достаточно.
Как доказать вращение Земли
Ты наверняка знаешь о том, что Земля вращается вокруг своей оси. Существует несколько доказательств этого, самым простым из них явля¬ется смена дня и ночи (хотя много столетий назад считали, что это обу¬словлено вращением Солнца вокруг Земли).
Одно из самых наглядных доказа¬тельств предложил в XIX веке фран¬цузский физик Жан Фуко. С его по¬мощью убедиться во вращении Земли можно даже в закрытом помещении без окон. Для этого Фуко использо¬вал огромный маятник, длина под¬веса которого равнялась 67 метрам. Подобный маятник, только в гораздо меньшем масштабе, ты можешь сма¬стерить дома.
Что потребуется:
- катушка ниток
- ножницы
- корковая пробка
- шило
- иголка или швейная булавка
- три одинаковые металлические вилки
- тарелка
- деревянная щепка или палочка
- перочинный нож
- мелкая соль
- яблоко
Опыт. Возьми яблоко и подбери тонкую деревянную щепку или палочку, которая на 2 сантиметра длиннее, чем толщина яблока. Заточи щепку с од¬ного конца и проткни ею яблоко на¬сквозь. К незаточенному концу при¬вяжи нитку — это будет маятник. Шилом проделай в пробке небольшое сквозное отверстие, вставь в него иголку ушком вниз или булавку голов¬кой вниз. Затем воткни вилки в проб¬ку наискось, чтобы получилась тре¬нога. Установи треногу на тарелку, свободный конец нитки маятника при¬вяжи к угольному ушку. Отрегулируй длину нитки таким образом, чтобы остриё щепки немного не доходило до дна тарелки.
Вдоль краёв тарелки насыпь два валика соли — друг напротив друга. Теперь отведи маятник за один из ва¬ликов соли и отпусти.
При каждом его движении остриё щепки будет оставлять на соли след в одном и том же месте. Чтобы по¬вторить эффект вращения Земли, плавно, без рывков поворачивай тарел¬ку, которая изображает в опыте нашу планету.
Результат. При повороте тарелки направле¬ние колебаний маятника не изменяется. Он продолжает раскачиваться в той же плоскости, оставляя всё новые следы на валиках соли по мере поворота тарелки.
Объяснение. Вращение Земли передаётся всем неподвижным предметам, которые на ней находятся. Вместе с Землёй против часовой стрелки медленно поворачиваются дома, а также твоя тренога с тарелкой и соляными вали¬ками. Только маятнику это вращение не передаётся, поскольку он подвешен на гибкой нити, а не жёстко прикрёплен к земле.
На самом деле даже когда ты не поворачиваешь тарелку, маятник про¬ходит не по одному и тому же следу, а немного в стороне. Только это смещение настолько маленькое, что увидеть его невозможно. Если бы твой маятник мог колебаться без останов¬ки 24 часа, он вычертил бы на соли полный оборот вокруг оси тарелки, как стрелка часов, только в два раза медленнее.
Источник
Как сделать маятник фуко своими руками
Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Архив статей и поиск
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте
Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки
Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)
Алфавитный указатель статей в книгах и журналах
Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Викторина онлайн
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Голосования
▪ Карта сайта
Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов
Техническое обеспечение:
Михаил Булах
Программирование:
Данил Мончукин
Маркетинг:
Татьяна Анастасьева
При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua
сделано в Украине
Модель маятника Фуко
Маятник Фуко служит для демонстрации вращения Земли вокруг своей оси. На длинном тросе подвешен тяжелый шар. Он качается над круглой площадкой с делениями. И когда проходит некоторое время, зрители видят, что маятник качается уже над другими делениями круга. Создается впечатление, что маятник повернулся, стал качаться в другой плоскости. На самом же деле это впечатление ошибочное. Маятник качается в прежней плоскости, никуда он не повернулся, он строго сохраняет плоскость своего качания, ведь никакие посторонние силы не пытались сдвинуть его в сторону со своей дороги. Почему же все-таки он очутился над другими делениями круга? Потому что повернулся сам круг, повернулся вместе с Землей.
Проделайте такой опыт. Привяжите к карандашу нитку с грузиком — например, с гайкой. Положите на стол линейку и, держа карандаш горизонтально, подтолкните маятник, чтобы он качался вдоль линейки. Начните постепенно поворачивать карандаш в горизонтальной плоскости Вы убедитесь, что поворот карандаша не повлиял на маятник, он будет по-прежнему качаться вдоль линейки. Во время этого опыта не должно быть ветра, сквозняка, которые могли бы оказать влияние на маятник.
А теперь сделайте модель маятника Фуко. Можно перевернуть вверх ногами табуретку и укрепить на концах двух ее ножек, по диагонали, какую-нибудь деревянную палку или металлическую трубку, а к середине ее привязать маятник. Заставьте его качаться так, чтобы плоскость его качания проходила между ножек табуретки. Медленно поворачивайте табуретку вокруг ее вертикальной оси, и вы заметите, что теперь маятник качается уже в другом направлении. На самом деле он качается все также, а изменение произошло из-за поворота самой табуретки, которая в данном опыте играет роль нашей Земли.
Можно и в домашних условиях проделать опыт не только с моделью, но и с настоящим маятником Фуко. Но где найти помещение с потолком не ниже хотя бы пяти метров?
Подвешивается маятник на крючке, который может четко поворачиваться вокруг своей вертикальной оси. Плоскость качания маятника должна проходить с севера на юг.
Смотрите другие статьи раздела Занимательные опыты дома.
Интересный опыт по физике: Бегемот и птичка
Интересный опыт по химии: Меднение гвоздей
Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.
Комментарии к статье:
Генадий
Какой вывод из опыта? 
Гость
Этот опыт доказывает то что Земля вращается не только по орбите, но и по оси.
Источник