маятник фуко что показывает
Как объяснить даже ребенку, что такое маятник Фуко
Напомним, что маятник Фуко — это экспериментальный прибор, с помощью которого можно наглядно наблюдать суточное вращение Земли. Он представляет собой достаточно длинную (в оригинальной конструкции Жана Фуко длина составляла 67 м) стальную проволоку, на которую подвешен груз. С течением времени плоскость колебаний маятника изменяется, медленно поворачиваясь в сторону, противоположную направлению вращения Земли, причем географическое положение (широта) прибора влияет на скорость изменений.
Представить себе плоскость, неподвижную относительно звезд и, соответственно, вращающуюся относительно Земли, очень сложно. Слишком велика Земля, слишком привычна нам ее кажущаяся «плоскость», а почувствовать вращение на себе и вовсе невозможно. Маятник Фуко наглядно демонстрирует нам эффект суточного вращения, но, даже глядя на него, не всегда легко понять и принять его «показания».
А представьте себе ситуацию: подходит к вам ребенок и спрашивает: я тут прочитал про какой-то маятник Фуко, который доказывает, что Земля вертится, и ничего не понял. Можешь мне как-то попроще объяснить? Конечно, отвечаете вы и строите модель маятника прямо на кухне.
Лаймы и иголки
Построить модель можно практически из чего угодно, можно сделать ее красивее, больше, фотогеничнее. Мы предпочли использовать простые предметы, которые можно в считаные минуты найти почти на любой кухне. Не понадобится даже идти в магазин.
Итак, тарелка, три вилки, две иголки, пробка, какой-либо груз (лайм, картофелина, маленькое яблоко), катушка ниток, соль. Тарелка исполняет роль Земли, а стол, на котором она стоит, — неподвижной системы координат, в которых Земля вращается (проще говоря — звезд). Из всего этого несложно соорудить конструкцию, изображенную на первом фото. Самое трудное — подобрать длину нити, чтобы кончик иголки едва-едва не касался поверхности тарелки. Очень важно соблюсти центровку, то есть проследить, чтобы кончик иглы вышел из самой серединки плода, который используется в качестве груза.
Затем мы запускаем систему — лучше всего оттянуть груз в сторону и отпустить. Маятник начинает колебаться. Если мы будем поворачивать тарелку вокруг оси, обнаружится, что маятник не поворачивается вместе с ней, а продолжает колебаться в постоянной плоскости! Соль в данном случае используется для наглядности — при повороте тарелки кончик иглы вычерчивает новую траекторию.
Теперь достаточно представить, что тарелка очень большая — диаметром с Землю. И она вертится, как по легенде говаривал Галилей, самостоятельно, подобно тому, как мы вращаем тарелку рукой. А маятник Фуко, спускаясь с купола Московского планетария или парижского Пантеона, выписывает затейливую фигуру, постоянно изменяя плоскость колебаний относительно Земли. Точнее, это Земля изменяет свою позицию относительно маятника. Как тарелка.
Новое в блогах
Маятник Фуко.
Надо знать: маятник Фуко в Исаакиевском соборе
11 апреля 1931 года в Исаакиевском соборе состоялся первый опыт с маятником Фуко, при котором присутствовали семь тысяч зрителей. Долгое время знаменитый маятник был частью музейной экспозиции и легендой Исаакия для нескольких поколений. Рассказываем о принципах действия механизма и непростой судьбе петербургского маятника Фуко.
После Октябрьской революции 1917 года Исаакиевский собор перестал существовать как храм: все церковные ценности были изъяты, настоятель арестован и прекращены службы. 12 апреля 1931 года в соборе был открыт один из первых в Советской России антирелигиозных музеев. Накануне, в ночь с 11-го на 12 апреля, внутри в присутствии семи тысяч зрителей впервые был показан опыт с маятником Фуко.
Что такое маятник Фуко?
Маятник Фуко используется для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли. Впервые эксперимент с маятником был осуществлён ночью 8 января 1851 года французским физиком и астрономом Жаном Фуко в подвале дома. После того как эксперимент был повторён в узком кругу лиц, будущий французский император Наполеон III предложил Фуко повторить эксперимент публично под куполом Пантеона в Париже.
Во время эксперимента учёный взял груз весом 28 килограммов и подвесил его к вершине купола на проволоке длиной 67 метров. На конце груза учёный закрепил металлическое остриё. Маятник совершал колебания над круглым ограждением, по краю которого был насыпан песок. При каждом качании маятника острый стержень, закреплённый снизу груза, сбрасывал песок приблизительно в трёх миллиметрах от предыдущего места. Примерно через два с половиной часа стало видно, что плоскость качания маятника поворачивается по часовой стрелке относительно пола. За час плоскость колебаний повернулась более чем на 11 градусов, а примерно за 32 часа совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение. Фуко таким образом доказал, что если бы поверхность Земли не вращалась, маятник Фуко не показывал бы изменения плоскости колебаний.
Кстати, на плоскость вращения маятника влияет как географическая широта места, где он установлен, так и длина подвеса (длинные маятники вращаются быстрее). Например, маятник, установленный на Северном или Южном полюсе, будет делать оборот за 24 часа. А маятник, установленный на экваторе, вообще не будет вращаться, плоскость останется неподвижной.
Где можно увидеть маятник Фуко?
Маятник Фуко впоследствии получил распространение во многих странах. Существующие приборы в основном сконструированы по одному и тому же принципу и различаются между собой по техническим параметрам и дизайну площадок, на которых они установлены.
В России на действующий маятник Фуко можно просмотреть в Московском планетарии, Сибирском федеральном университете, в атриуме седьмого этажа Фундаментальной библиотеки МГУ, Санкт-Петербургском и Волгоградском планетариях, в Приволжском федеральном университете в Казани.
С 1931-го до 1986 года маятник Фуко длиной 98 метров можно было увидеть в Исаакиевском соборе в Санкт-Петербурге. Во время проведения экскурсии посетители собора могли наблюдать за экспериментом: плоскость вращения подвешенного под куполом маятника поворачивалась — и стержень сбивал спичечный коробок на полу поодаль от плоскости вращения маятника.
О судьбе петербургского маятника Фуко
В 1986 году маятник сняли и убрали в подвал Исаакиевского собора в связи с неисправностью подвесного механизма. На крюк под куполом поместили голубя — изначального обитателя этого места. 30 лет маятник Фуко находился в хранилище, но в 2016 году его достали вновь. К Дню космонавтики была запланирована единственная демонстрация его работы, а потом он стал частью музейной экспозиции. Директор ГМП «Исаакиевский собор» Николай Буров предлагал властям города показывать маятник на площади перед собором, но эта инициатива не нашла поддержки. В связи со сложившейся спорной ситуацией в судьбе собора и возможным переездом музея Буров заявил, что маятник Фуко как музейный экспонат переедет вместе с остальной частью коллекции.
Что такое маятник Фуко: простое объяснение с примерами
Напомним, что маятник Фуко — это экспериментальный прибор, с помощью которого можно наглядно наблюдать суточное вращение Земли. Он представляет собой достаточно длинную (в оригинальной конструкции Жана Фуко длина составляла 67 м) стальную проволоку, на которую подвешен груз. С течением времени плоскость колебаний маятника изменяется, медленно поворачиваясь в сторону, противоположную направлению вращения Земли, причем географическое положение (широта) прибора влияет на скорость изменений.
Представить себе плоскость, неподвижную относительно звезд и, соответственно, вращающуюся относительно Земли, очень сложно. Слишком велика Земля, слишком привычна нам ее кажущаяся «плоскость», а почувствовать вращение на себе и вовсе невозможно. Маятник Фуко наглядно демонстрирует нам эффект суточного вращения, но, даже глядя на него, не всегда легко понять и принять его «показания».
А представьте себе ситуацию: подходит к вам ребенок и спрашивает: я тут прочитал про какой-то маятник Фуко, который доказывает, что Земля вертится, и ничего не понял. Можешь мне как-то попроще объяснить? Конечно, отвечаете вы и строите модель маятника прямо на кухне.
Лаймы и иголки
Построить модель можно практически из чего угодно, можно сделать ее красивее, больше, фотогеничнее. Мы предпочли использовать простые предметы, которые можно в считаные минуты найти почти на любой кухне. Не понадобится даже идти в магазин.
Набор инструментов
Тарелка; три вилки; винная пробка; лайм или любой другой предмет схожих параметров, достаточно легко протыкаемый иголкой; две швейные иглы; катушка ниток; соль.
Итак, тарелка, три вилки, две иголки, пробка, какой-либо груз (лайм, картофелина, маленькое яблоко), катушка ниток, соль. Тарелка исполняет роль Земли, а стол, на котором она стоит, — неподвижной системы координат, в которых Земля вращается (проще говоря — звезд). Из всего этого несложно соорудить конструкцию, изображенную на первом фото. Самое трудное — подобрать длину нити, чтобы кончик иголки едва-едва не касался поверхности тарелки. Очень важно соблюсти центровку, то есть проследить, чтобы кончик иглы вышел из самой серединки плода, который используется в качестве груза.
Что такое маятник Фуко, как он работает и для чего нужен? Кто и как его изобрел?
В число значимых изобретений 19-го века стоит включить маятник Фуко. Он позволяет наглядно доказать неоспоримый факт о том, что наша планета вращается.
Кто придумал маятник Фуко?
Принцип его работы показан в этом видео:
После демонстрации маятника на родине изобретателя, его подобия стали конструировать в других государствах. Принцип работы последующих устройств походил на изначальный вариант изобретения. Разница была лишь в характеристиках площадок для установки маятника.
Интересно то, что Фуко вообще мог не сделать своего открытия. Ведь изначально он собирался посвятить жизнь медицине, активно изучая гистологию. Но затем он произвел несколько исследований по оптике и решил, что физика и астрономия его интересуют больше.
В число важных достижений Фуко также входит:
Фуко оставил после себя большое научное наследие. Его работы даже были систематизированы физиками и собраны в специальный научный том, вышедший в 1878-м году.
Фуко обладал неплохими задатками журналиста, умел грамотно представить мысли на бумаге. С 1845-го года редактировал научные разделы французского издания «Journal des Debats».
Самые большие маятники
К числу самых крупных маятников Фуко относится тот, который установлен в Киевском институте, Украина. Вес шара составляет 43 кг, а длина нити 22 м. Украинские инженеры создавали его более двух месяцев.
Одним из самых тяжелых шаров обладает белорусский маятник (60 кг). Самое интересное, что модель находится не в каком-то серьезном научном учреждении, а в обычной гомельской школе. Для поддержания постоянного вращения в здании смонтировали современную электромагнитную систему. В дополнение к этому была встроена наглядная светодиодная индикация.
Казалось бы, что нет сложности в создании механизма, первые модели которого появились почти два века назад. На самом деле конструировать маятники Фуко непросто.
В мире насчитывается всего несколько десятков штук. И чем больше вес шара, тем сложнее установить демонстрационную модель на поверхности.
Как работает маятник Фуко?
Основные конструктивные элементы современных маятников Фуко практически не отличаются от самого первого изделия. Французский физик подвесил груз в 28 кг на расстоянии 67 м от пола. На основании шара имелось металлическое острие. На твердую поверхность под конструкцией насыпался песок.
После запуска маятника тот начинал раскачиваться. Его острие прочерчивало следы, формируя траекторию вращения. Всего первая модель раскачивалась 16 секунд. Отклонение от каждого предыдущего вращения с одной стороны составляло порядка 3 мм.
Интересные факты об изобретении
С маятником Фуко связано несколько занимательных фактов:
Маятник Фуко на службе у атеизма
В 1931-м году большевики решили демонстративно показать превосходство науки над религией. Маятник Фуко отлично сгодился для этой цели. Его повесили в Исаакиевском соборе, который в то время приспособили под музей атеизма. Все службы в нем были прекращены, иконы сняты, а настоятель арестован.
Советским гражданам на экскурсиях демонстрировалась работа маятника, и объяснялся принцип действия. В 80-х годах маятник решено было снять в связи с неисправностью крепежных механизмов и отправить на хранение в подвал собора.
Сами священнослужители считают подобный эксперимент вполне нормальным и никак не опровергающим существование Бога. Ведь христианство не отрицает того факта, что Земля круглая и имеет свою траекторию вращения.
Маятник Фуко не стал революционным изобретением для своего времени. Но он считается одним из главных доказательств вращения планеты. Принцип работы механизма можно объяснить даже ученику средней школы.
Видео: принцип работы самодельного маятника Фуко
В этом ролике изобретатель Олег Ульянов сделает данное устройство, демонстрирующее и подтверждающее вращение земли самостоятельно:
Использование устаревшего браузера
повышает риск взлома вашего компьютера.
Обновите свой браузер!
Через социальные сети
Еще не зарегистрированы?
Регистрация
Через социальные сети
Восстановление пароля
Введите почту указанную при регистрации и мы вышлем инструкцию
Надо знать: маятник Фуко в Исаакиевском соборе
11 апреля 1931 года в Исаакиевском соборе состоялся первый опыт с маятником Фуко, при котором присутствовали семь тысяч зрителей. Долгое время знаменитый маятник был частью музейной экспозиции и легендой Исаакия для нескольких поколений. Рассказываем о принципах действия механизма и непростой судьбе петербургского маятника Фуко.
После Октябрьской революции 1917 года Исаакиевский собор перестал существовать как храм: все церковные ценности были изъяты, настоятель арестован и прекращены службы. 12 апреля 1931 года в соборе был открыт один из первых в Советской России антирелигиозных музеев. Накануне, в ночь с 11-го на 12 апреля, внутри в присутствии семи тысяч зрителей впервые был показан опыт с маятником Фуко.
Что такое маятник Фуко?
Маятник Фуко используется для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли. Впервые эксперимент с маятником был осуществлён ночью 8 января 1851 года французским физиком и астрономом Жаном Фуко в подвале дома. После того как эксперимент был повторён в узком кругу лиц, будущий французский император Наполеон III предложил Фуко повторить эксперимент публично под куполом Пантеона в Париже.
Во время эксперимента учёный взял груз весом 28 килограммов и подвесил его к вершине купола на проволоке длиной 67 метров. На конце груза учёный закрепил металлическое остриё. Маятник совершал колебания над круглым ограждением, по краю которого был насыпан песок. При каждом качании маятника острый стержень, закреплённый снизу груза, сбрасывал песок приблизительно в трёх миллиметрах от предыдущего места. Примерно через два с половиной часа стало видно, что плоскость качания маятника поворачивается по часовой стрелке относительно пола. За час плоскость колебаний повернулась более чем на 11 градусов, а примерно за 32 часа совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение. Фуко таким образом доказал, что если бы поверхность Земли не вращалась, маятник Фуко не показывал бы изменения плоскости колебаний.
Кстати, на плоскость вращения маятника влияет как географическая широта места, где он установлен, так и длина подвеса (длинные маятники вращаются быстрее). Например, маятник, установленный на Северном или Южном полюсе, будет делать оборот за 24 часа. А маятник, установленный на экваторе, вообще не будет вращаться, плоскость останется неподвижной.
Где можно увидеть маятник Фуко?
Маятник Фуко впоследствии получил распространение во многих странах. Существующие приборы в основном сконструированы по одному и тому же принципу и различаются между собой по техническим параметрам и дизайну площадок, на которых они установлены.
В России на действующий маятник Фуко можно просмотреть в Московском планетарии, Сибирском федеральном университете, в атриуме седьмого этажа Фундаментальной библиотеки МГУ, Санкт-Петербургском и Волгоградском планетариях, в Приволжском федеральном университете в Казани.
С 1931-го до 1986 года маятник Фуко длиной 98 метров можно было увидеть в Исаакиевском соборе в Санкт-Петербурге. Во время проведения экскурсии посетители собора могли наблюдать за экспериментом: плоскость вращения подвешенного под куполом маятника поворачивалась — и стержень сбивал спичечный коробок на полу поодаль от плоскости вращения маятника.
О судьбе петербургского маятника Фуко
В 1986 году маятник сняли и убрали в подвал Исаакиевского собора в связи с неисправностью подвесного механизма. На крюк под куполом поместили голубя — изначального обитателя этого места. 30 лет маятник Фуко находился в хранилище, но в прошлом году его достали вновь. К Дню космонавтики была запланирована единственная демонстрация его работы, а потом он стал частью музейной экспозиции. Директор ГМП «Исаакиевский собор» Николай Буров предлагал властям города показывать маятник на площади перед собором, но эта инициатива не нашла поддержки. В связи со сложившейся спорной ситуацией в судьбе собора и возможным переездом музея Буров заявил, что маятник Фуко как музейный экспонат переедет вместе с остальной частью коллекции.
Фото: rewizor.ru, krugosvet.ru, pikabu.ru, realigion.me, gazeta.ru, img-fotki.yandex.ru