фуко маятник

ФУКО МАЯТНИК - маятник, используемый для демонстраций, подтверждающих факт суточного вращения Земли. Ф. м. представляет собой массивный груз, подвешенный на проволоке или нити, верх. конец к-рой укреплён (напр., с помощью карданного шарнира) так, что позволяет маятнику качаться в любой вертикальной плоскости. Если Ф. м. отклонить от вертикали и отпустить без нач. скорости, то действующие на груз маятника силы тяжести и натяжения нити будут лежать всё время в плоскости качаний маятника и не смогут вызвать её вращения по отношению к звёздам (к инерциальной системе отсчёта, связанной со звёздами). Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней (т. е. находящийся в неинерциальной системе отсчёта), будет видеть, что плоскость качаний Ф. м. медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли. Этим и подтверждается факт суточного вращения Земли.

На Северном или Южном полюсе плоскость качаний Ф. м. совершит поворот на 360° за звёздные сутки (на 15^o за звёздный час). В пункте земной поверхности, географич. широта к-рого равна j(рис.), плоскость горизонта вращается вокруг вертикали с угл. скоростью w₁=wsinj (w-модуль угл. скорости Земли, см. рис.) и плоскость качания маятника вращается с той же угл. скоростью. Поэтому видимая угл. скорость вращения плоскости качаний Ф. м. на широте j, выраженная в градусах за звёздный час, имеет значение w_м=15^osinj , т. е. будет тем меньше, чем меньше j, и на экваторе обращается в нуль (плоскость не вращается). В Южном полушарии вращение плоскости качаний будет наблюдаться в сторону, противоположную наблюдаемой в Северном полушарии. Уточнённый расчёт даёт значение

где а-амплитуда колебаний груза маятника, l-длина нити. Добавочный член, уменьшающий угл. скорость, тем меньше, чем больше l. Поэтому для демонстрации опыта целесообразно применять Ф. м. с возможно большей длиной нити (в неск. десятков м). Первый такой маятник, сооружённый Ж. Б. Л. Фуко (J. В. L. Foucault) в Пантеоне в Париже в 1851, имел длину 67 м; длина Ф. м. в Исааки-евском соборе в С--Петербурге 98 м.

Лит.: Бухгольц Н. Н., Основной курс теоретической механики, ч. 1, 9 изд., М., 1972, гл. 4 и 6; Верин А., Опыт Фуко, Л. - М., 1934. С. М. Тарг.

   <<      Предметный указатель      >>