Foucault sarkacıyla ilgili bir mesaj. Aziz Isaac Katedrali

Gorbatsevich S.A. Foucault sarkacı. “Mekanik titreşimler ve dalgalar” konusuna ilişkin tarihi, açıklayıcı ve gösteri materyali // Fizik: düzenleme sorunları. - 2010. - No. 1. - S. 58-61. - Yazarın versiyonu.

FPV dergisinin editörleri ve yazarla yapılan özel anlaşma ile

Foucault sarkacı

Foucault sarkacı, Dünya'nın günlük dönüşünü deneysel olarak göstermek için kullanılan bir sarkaçtır.

Foucault, Jean Bernard Leon.

3 Ocak 1851'de Jean Bernard Leon Foucault, daha sonra kendi adını alan sarkaçla başarılı bir deney gerçekleştirdi. Deney için Paris Pantheon'u seçildi; burada 67 metre uzunluğunda bir sarkaç ipliği güçlendirilebilirdi. Çelik tel ipliğin ucuna 28 kilogram ağırlığında bir dökme demir top takıldı. Fırlatmadan önce top yana doğru hareket ettirildi ve ekvator boyunca topu çevreleyen ince bir ip ile bağlandı. Sarkacın altına, kenarı boyunca bir rulo kumun döküldüğü yuvarlak bir platform yapıldı. Sarkacın bir tam dönüşü 16,4 saniye sürdü ve her salınımda, sarkaç topunun altına takılan uç kuma yeni bir çizgi çizerek altındaki platformun ve dolayısıyla tüm Dünya'nın dönüşünü açıkça gösteriyordu.

Deney, sarkacın asıldığı desteğin dönüşüne bakılmaksızın salınım düzlemini koruma özelliğine dayanmaktadır. Dünya ile birlikte dönen bir gözlemci, sarkacın çevredeki dünyevi nesnelere göre salınım yönünde kademeli bir değişiklik olduğunu görür.

Foucault sarkaçıyla pratikte bir deney gerçekleştirirken, serbest salınımına müdahale eden nedenleri ortadan kaldırmak önemlidir. Bu amaçla ucunda ağır ve simetrik bir yük olacak şekilde çok uzun hale getiriyorlar. Sarkaç her yöne aynı sallanma yeteneğine sahip olmalı ve rüzgardan iyi korunmalıdır. Sarkaç ya bir kardan mafsalına ya da sarkacın salınım düzlemi ile birlikte dönen yatay bir bilyeli yatağa monte edilir. Sarkacın yan itme olmadan çalıştırılması deneyin sonuçları açısından büyük önem taşımaktadır. Foucault'nun deneyinin Pantheon'daki ilk halka açık gösteriminde sarkaç tam da bu amaç için iple bağlanmıştı. Sarkaç bağlandıktan sonra tamamen hareketsiz hale geldiğinde ip yandı ve hareket etmeye başladı.

Pantheon'daki sarkacın tam bir salınımını 16,4 saniyede tamamlamasından dolayı, sarkacın düzleminin zemine göre saat yönünde döndüğü çok geçmeden anlaşıldı. Sonraki her sallanmada metal uç, kumu önceki yerden yaklaşık 3 mm uzağa süpürdü. Salınım düzlemi bir saat içinde saat yönünde 11°'den fazla döndü, yaklaşık 32 saat içinde ise tam bir devrim yaparak önceki konumuna geri döndü. Bu etkileyici gösteri seyirciyi tamamen histerik hale getirdi; onlara, Dünya'nın ayaklarının altında döndüğünü hissedebiliyormuş gibi geldi.

Bir sarkacın neden bu şekilde davrandığını anlamak için bir kum halkası düşünün. Halkanın kuzey noktası merkezden 3 m uzaktadır ve Pantheon'un 48°51" kuzey enleminde olduğu göz önüne alındığında, halkanın bu kısmı dünyanın eksenine merkezden 2,3 m daha yakındır. Dolayısıyla Dünya dönerken 360° boyunca 24 saat boyunca çemberin kuzey kenarı merkezden daha küçük yarıçaplı bir daire içinde hareket edecek ve bir günde 14,42 m daha az yol alacaktır. Dolayısıyla bu noktaların hızları arasındaki fark 1 cm/ olacaktır. Aynı şekilde çemberin güney kenarı, çemberin kuzey ve güney noktalarını birleştiren çizginin merkezinden günde 14,42 m, yani 1 cm/dk daha hızlı hareket eder. halka her zaman kuzeyden güneye doğru yönlendirilir.

Dünya ekvatorunda bu kadar küçük bir alanın kuzey ve güney uçları, dünya ekseninden aynı uzaklıkta olacak ve dolayısıyla aynı hızla hareket edecektir. Dolayısıyla Dünya'nın yüzeyi ekvatorda bulunan dikey bir sütunun etrafında dönmeyecek ve Foucault sarkacı aynı çizgi üzerinde sallanacaktı. Salınım düzleminin dönüş hızı sıfır olacak ve tam bir dönüş süresi sonsuz uzunlukta olacaktır. Sarkaç coğrafi kutuplardan birine tam olarak yerleştirilseydi, salınım düzleminin her saat başı tam olarak 15° döndüğü ve 24 saatte 360°'lik bir tam dönüş yaptığı ortaya çıkardı (Dünyanın yüzeyi günde 360° döner). dünyanın ekseni etrafında).

Diğer tüm enlemlerde Foucault etkisi değişen derecelerde kendini gösterir ve kutuplara yaklaştıkça etkisi daha da belirginleşir.

Paris. Panteon. Foucault sarkacı

En uzun iplik (98 metre) St. Petersburg'daki St. Isaac Katedrali'nde bulunan Foucault sarkaçındaydı. Sarkaç, binanın amacına uymadığı için 1992 yılında kaldırıldı.

Şimdi Rusya'nın Kuzey-Batısında yalnızca bir Foucault sarkacı var - St. Petersburg Planetaryumu'nda. İpliğinin uzunluğu küçüktür - yaklaşık 8 metre, ancak bu, netlik derecesini azaltmaz. Bu Planetaryum sergisi her yaştan ziyaretçinin sürekli ilgisini çekmektedir.

Şu anda New York'taki Birleşmiş Milletler Genel Kurul Binası'nın ziyaretçi lobisinde bulunan Foucault Sarkacı, Hollanda Hükümeti'nin bir hediyesidir.

Bu sarkaç, 200 kiloluk, 12 inç çapında, kısmen bakırla doldurulmuş ve zeminden 75 fit yükseklikte tören merdiveninin üzerindeki tavandan paslanmaz çelik bir tel ile asılan, altın kaplamalı bir toptur. Telin üst ucu, sarkacın herhangi bir dikey düzlemde serbestçe sallanmasına olanak tanıyan evrensel bir mafsalla sabitlenmiştir. Top her salındığında, içinde elektromıknatıs bulunan yükseltilmiş bir metal halkanın üzerinden geçer ve topun içindeki bakırda bir elektrik akımının indüklenmesine neden olur. Bu etkileşim, sürtünme ve hava direncinin üstesinden gelmek için gerekli enerjiyi sağlar ve sarkacın eşit şekilde salınmasını sağlar.

Eylül 2004'te Tank'ın adını taşıyan Belarus Devlet Pedagoji Üniversitesi'nde ülkemizin bilim ve kültürü için eşsiz bir yapının açılışı gerçekleşti - Foucault sarkacı. Kutlamaya Minsk ve Slutsk Metropoliti Filaret, Tüm Beyaz Rusya Patrik Eksarhı, üniversite öğretmenleri, fizikçiler ve öğrenciler katıldı.

Foucault sarkacı, içinde 27 kilogram ağırlığında bir topun çelik bir tel üzerinde asılı olduğu, 7,5 metre yüksekliğinde dört yüzlü bir cam piramittir. Sarkacı harekete geçiren özel mıknatıs Kaluga'da yapıldı. Titreşimin tam genliği 2,5 metredir.

Dünya üzerinde bulunan ve onunla birlikte dönen bir gözlemci, sarkacın salınım düzleminin Dünya'ya göre yavaş yavaş gezegenimizin dönüş yönünün tersi yönde döndüğünü fark edecektir. Minsk enleminde, yıldız gününde sarkaç 290 derecelik bir yay çizer, yani saatte 12 derece hareket eder (kutuplarda sarkacın salınım düzlemi her gün tam bir devrim yapar). Minsk Pedagoji Üniversitesi'ndeki Foucault sarkacı ülkemizde ilk, BDT'de ise üçüncüdür (St. Petersburg ve Smolensk planetaryumlarında da bu tür yapılar vardır). ABD, Fransa, Romanya, Avustralya ve Kuveyt dahil olmak üzere dünyada bu tür yaklaşık yirmi cihaz var.

Küçük bir laboratuvarda veya evde basit, erişilebilir aksesuarlar kullanarak böyle bir yapıyı kendi başınıza yapmak mümkün müdür?

Foucault sarkaç modelleri

İki seçenek sunuyorum: Foucault sarkacının mekanik ve elektromekanik modelleri.

Mekanik model

Deneyimi göstermek için aşağıdaki materyaller gereklidir:

• mantar – 1 adet;
• pim – 2 adet;
• çatal – 3 adet;
• plaka – 1 adet;
• kargo (elma veya patates) – 1 adet;
• iplik;
• tuz.

Üretme:

• bir piramit inşa etmek için mantar ve çatal kullanın;
• İplik ve pimleri kullanarak ağırlığı mantarın altına sabitleyin;
• piramidi bir tabağa yerleştirin, alt pim dibe değmemelidir;
• Höyük şeklinde bir daire şeklinde tabağın tabanının kenarı boyunca tuz serpin.

FOUCAULT SARKACISI, Dünyanın dönüşünü açıkça gösteren bir cihaz. Buluşu J. Foucault'ya (1819–1868) atfedilir. İlk başta deney dar bir çevrede gerçekleştirildi, ancak L. Bonaparte (daha sonra Fransız imparatoru III. Napolyon oldu) o kadar ilgilendi ki, Foucault'yu bunu Pantheon'un kubbesi altında büyük ölçekte halka açık olarak tekrarlamaya davet etti. Paris. 1851'de düzenlenen bu halka açık gösteriye genellikle Foucault deneyi adı verilir.

Foucault, binanın kubbesinin altına 67 m uzunluğunda bir çelik telin üzerine 28 kg ağırlığında metal bir top astı. Yalnızca tek bir düzlemde sallanabilen bir saat sarkacının aksine, Foucault sarkacının telin üst ucu böyle bir şekilde sabitlenmişti. Böylece her yöne eşit derecede serbestçe sallanabilecekti. Sarkacın altına, merkezi doğrudan asma noktasının altına gelecek şekilde 6 m yarıçaplı dairesel bir çit yapıldı. Çitin üzerine kum döküldü, böylece her salınımda sarkaç topunun altına takılan metal bir uç onu yoluna sürükleyebilecekti. Sarkacın yandan itilmeden fırlatılmasını sağlamak için yana alınıp bir ip ile bağlandı. Sarkaç bağlandıktan sonra tamamen dinlenme durumuna geldikten sonra ip yakıldı ve sarkaç hareket etmeye başladı.

Bu uzunlukta bir sarkaç 16,4 saniyede bir tam salınım yapar ve çok geçmeden sarkacın salınım düzleminin zemine göre saat yönünde döndüğü anlaşıldı. Sonraki her sallanmada metal uç, kumu önceki yerden yaklaşık 3 mm uzağa süpürdü. Salınım düzlemi bir saat içinde 11°'den fazla döndü ve yaklaşık 32 saat içinde tam bir devrim yaparak önceki konumuna geri döndü. Bu etkileyici gösteri seyirciyi tamamen histerik hale getirdi; onlara, Dünya'nın ayaklarının altında döndüğünü hissedebiliyormuş gibi geldi.

Bir sarkacın neden bu şekilde davrandığını anlamak için bir kum halkası düşünün. Halkanın kuzey noktası merkezden 3 m uzaktadır ve Pantheon'un 48°51° kuzey enleminde yer aldığı dikkate alındığında halkanın bu kısmı dünya eksenine merkezden 2,3 m daha yakındır. Dolayısıyla Dünya 24 saat içinde 360° döndüğünde halkanın kuzey kenarı merkezden daha küçük yarıçaplı bir daire içinde hareket edecek ve günde 14,42 m daha az yol kat edecektir. Dolayısıyla bu noktalar arasındaki hız farkı 1 cm/dakikadır. Benzer şekilde halkanın güney kenarı, halkanın merkezinden günde 14,42 m, yani 1 cm/dakika hızla hareket eder. Bu hız farkı sayesinde halkanın kuzey ve güney noktalarını birleştiren hat daima kuzeyden güneye doğru yönlendirilir.

Dünya ekvatorunda bu kadar küçük bir alanın kuzey ve güney uçları, dünya ekseninden aynı uzaklıkta olacak ve dolayısıyla aynı hızla hareket edecektir. Dolayısıyla Dünya'nın yüzeyi ekvatorda bulunan dikey bir sütunun etrafında dönmeyecek ve Foucault sarkacı aynı çizgi üzerinde sallanacaktı. Salınım düzleminin dönüş hızı sıfır olacak ve tam bir dönüş süresi sonsuz uzunlukta olacaktır. Sarkaç coğrafi kutuplardan birine tam olarak yerleştirilseydi, salınım düzleminin her saat başı tam olarak 15° döndüğü ve 24 saatte 360°'lik bir tam dönüş yaptığı ortaya çıkardı (Dünyanın yüzeyi günde 360° döner). dünyanın ekseni etrafında).

: Pantheon'un kubbesinin altına, 67 m uzunluğunda çelik bir telin üzerine bir nokta iliştirilmiş 28 kg ağırlığında metal bir topu astı, sarkaç montajı onun her yönde serbestçe salınmasına izin verdi, 6 çapında dairesel bir çit Bağlantı noktasının altında metreler yapıldı, çit yolunun kenarı boyunca sarkaç hareketi sırasında kumda iz bırakabilecek şekilde kum döküldü. Sarkaç çalıştırılırken yandan itmeyi önlemek için yana alınıp bir ip ile bağlandıktan sonra ip yakıldı.

Böyle bir süspansiyon uzunluğuna sahip sarkacın salınım periyodu 16,4 saniyeydi, her salınımda kum yolunun önceki kesişme noktasından sapma ~3 mm idi, bir saat içinde sarkacın salınım düzlemi saat yönünde 11°'den fazla döndürüldü yani yaklaşık 32 saat içinde tam bir devrimi tamamlayarak eski konumuna geri dönmüştür.

Deney fiziği

• Foucault'nun sarkacı, 11-12 Nisan 1931 gecesi Leningrad'daki St. Isaac Katedrali'nde fırlatıldı. Daha sonra buna bilimin din üzerindeki zaferi denildi. Ancak kilise temsilcileri, bu deneyimin hiçbir şekilde Tanrı'nın varlığına dair dogmayı çürütmediğini belirtti. Aziz İshak Katedrali'ndeki serginin küratörü Sergei Okunev bu konuda şu yorumu yaptı:

Ayrıca bakınız

Bağlantılar

Notlar

Wikimedia Vakfı.

2010.

Diğer sözlüklerde “Foucault Sarkaçının” ne olduğuna bakın:

Uzun ince bir tele asılı ağır metal küresel (veya disk şeklinde) bir nesne olan FOUCAULT SARKACISI, ilk olarak Jean FOUCAULT tarafından Dünya'nın dönüşünü göstermek için kullanıldı. Dünya kendi ekseni etrafında döndüğü için düzlem... ...

Dünyanın güney yarımküresinde bulunan bir Foucault sarkacının modeli Bir Foucault sarkacı, Dünya'nın günlük dönüşünü deneysel olarak göstermek için kullanılan bir sarkaçtır. İçindekiler 1 Foucault'nun deneyi ... Wikipedia Dünyanın dönüşünü açıkça gösteren bir cihaz. Buluşu J. Foucault'ya (1819 1868) atfedilmektedir. İlk başta deney dar bir çevrede gerçekleştirildi, ancak L. Bonaparte (daha sonra Fransız imparatoru III. Napolyon oldu) o kadar ilgilenmeye başladı ki... ...

Collier Ansiklopedisi Foucault sarkacı

- Fuko švytuoklė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Foucault sarkaç vok. Foucaultsches Pendel, Rusya. Foucault sarkacı, m pranc. Foucault pendule, m … Fizikos terminų žodynas

Foucault Sarkaç: Foucault sarkacı, Dünya'nın günlük dönüşünü deneysel olarak göstermek için kullanılan bir sarkaçtır. Foucault'nun Sarkaç'ı Umberto Eco'nun ikinci romanıdır (1988) ... Vikipedi

Matematiksel sarkaç için bkz Foucault sarkacı . Foucault'nun sarkacı Il pendolo di Foucault ... Vikipedi SARKAÇ, herhangi bir noktada asılı duran ve salınım yapan, bir daire yayını tanımlayan herhangi bir cisim. Basit veya matematiksel bir sarkaç, bir ip veya hafif, sert bir çubuk üzerinde asılı duran küçük, ağır bir yükten oluşur.

Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük
FOUCAULT SARKACISI

Foucault, binanın kubbesinin altına 67 m uzunluğunda bir çelik telin üzerine 28 kg ağırlığında metal bir top astı. Yalnızca tek bir düzlemde sallanabilen bir saat sarkacının aksine, Foucault sarkacının telin üst ucu böyle bir şekilde sabitlenmişti. her yöne eşit derecede serbestçe sallanabileceği şekilde. Sarkacın altına, merkezi doğrudan asma noktasının altına gelecek şekilde 6 m yarıçaplı dairesel bir çit yapıldı. Çitin üzerine kum döküldü, böylece her salınımda sarkaç topunun altına takılan metal bir uç onu yoluna sürükleyebilecekti. Sarkacın yandan itilmeden fırlatılmasını sağlamak için yana alınıp bir ip ile bağlandı. Sarkaç bağlandıktan sonra tamamen dinlenme durumuna geldikten sonra ip yakıldı ve sarkaç hareket etmeye başladı. Bu uzunluktaki bir sarkaç 16,4 saniyede bir tam salınım yapar ve çok geçmeden sarkacın salınım düzleminin zemine göre saat yönünde döndüğü anlaşıldı. Sonraki her sallanmada metal uç, kumu önceki yerden yaklaşık 3 mm uzağa süpürdü. Salınım düzlemi bir saat içinde 11°'den fazla döndü ve yaklaşık 32 saat içinde tam bir devrim yaparak önceki konumuna geri döndü. Bu etkileyici gösteri seyirciyi tamamen histerik hale getirdi; onlara, Dünya'nın ayaklarının altında döndüğünü hissedebiliyormuş gibi geldi. Bir sarkacın neden bu şekilde davrandığını anlamak için bir kum halkası düşünün. Halkanın kuzey noktası merkezden 3 m uzaktadır ve Pantheon'un 48°51" kuzey enleminde olduğu göz önüne alındığında, halkanın bu kısmı dünyanın eksenine merkezden 2,3 m daha yakındır. Dolayısıyla Dünya dönerken 360° boyunca 24 saat boyunca çemberin kuzey kenarı merkezden daha küçük yarıçaplı bir daire içinde hareket edecek ve bir günde 14,42 m daha az yol alacaktır. Dolayısıyla bu noktaların hızları arasındaki fark 1 cm/ olacaktır. Aynı şekilde halkanın güney kenarı da halkanın merkezine göre günde 14,42 m, yani 1 cm/dk daha hızlı hareket eder. halka her zaman kuzeyden güneye doğru yönlendirilir.

Collier'in Ansiklopedisi. - Açık Toplum. 2000 .

Diğer sözlüklerde “FOUCAULT PENDULUM”un ne olduğuna bakın:

Diğer sözlüklerde “Foucault Sarkaçının” ne olduğuna bakın:

Umberto Eco'nun romanı için bkz. Foucault'nun Sarkacı (roman) . Dünyanın güney yarımküresinde bulunan Foucault sarkacının modeli. Animasyonda gösterilen hareket yörüngesi, sarkacın kısa bir dokunuşla harekete geçirildiği duruma karşılık gelir... ... Vikipedi

Uzun ince bir tele asılı ağır metal küresel (veya disk şeklinde) bir nesne olan FOUCAULT SARKACISI, ilk olarak Jean FOUCAULT tarafından Dünya'nın dönüşünü göstermek için kullanıldı. Dünya kendi ekseni etrafında döndüğü için düzlem... ...

Collier Ansiklopedisi Foucault sarkacı

- Fuko švytuoklė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Foucault sarkaç vok. Foucaultsches Pendel, Rusya. Foucault sarkacı, m pranc. Foucault pendule, m … Fizikos terminų žodynas

Foucault Sarkaç: Foucault sarkacı, Dünya'nın günlük dönüşünü deneysel olarak göstermek için kullanılan bir sarkaçtır. Foucault'nun Sarkaç'ı Umberto Eco'nun ikinci romanıdır (1988) ... Vikipedi

Matematiksel sarkaç için bkz Foucault sarkacı . Foucault'nun sarkacı Il pendolo di Foucault ... Vikipedi SARKAÇ, herhangi bir noktada asılı duran ve salınım yapan, bir daire yayını tanımlayan herhangi bir cisim. Basit veya matematiksel bir sarkaç, bir ip veya hafif, sert bir çubuk üzerinde asılı duran küçük, ağır bir yükten oluşur.

SARKAÇ, sarkaç, dostum. 1. Üst ucu sabit bir noktaya tutturulmuş bir çubuğun üzerinde sallanan ağır bir cisim. Sarkaçlı saat. Foucault sarkacı. Fiziksel sarkaç (matematiğin aksine maddi, önemli; aşağıya bakınız; fiziksel). ||… … Ushakov'un Açıklayıcı Sözlüğü

- (Foucault) Jean Bernard Leon (1819-68), Fransız doktor ve fizikçi, GYROSCOPE'un mucidi. Bir sarkaç (FOUCAULT PENDULUM) kullanarak Dünya'nın kendi ekseni etrafında döndüğünü kanıtladı. Işığın mutlak hızını ölçmek için bir yöntem geliştirdi ve 1850'de bunu ölçtü... SARKAÇ, herhangi bir noktada asılı duran ve salınım yapan, bir daire yayını tanımlayan herhangi bir cisim. Basit veya matematiksel bir sarkaç, bir ip veya hafif, sert bir çubuk üzerinde asılı duran küçük, ağır bir yükten oluşur.

Kozhevnikov Evgeniy

Bu çalışmanın amacı, toplanan bilgileri sistematize etmek ve Foucault sarkacının masaüstü gösterim kurulumunu oluşturmaktır.

İndirmek:

Önizleme:

Genç araştırmacılara yönelik bölgesel yarışma “Geleceğe adım atın”

Konu: “Foucault Sarkaç”

Tamamlanmış:

Kozhevnikov Evgeniy Aleksandroviç

9 "B" sınıfı MBOU "Ortaokul No. 6"

Danışman:

Davydova Irina Nikolaevna

Fizik öğretmeni MBOU "Ortaokul No. 6"

Kolçugino

2012

Giriş 3

1.1. Foucault sarkacının yaratılış tarihi 3

1.2. Foucault deneyi 5

1.2.1. Deneyim Gösterimi 5

1.2.2. Sarkacın çalışma prensibi 6

1.3. J.B.L.'nin biyografisi Foucault 6

1.4. İşleyen Foucault sarkaçları 7

1.4.1. Rusya ve BDT ülkelerinde sarkaçların çalıştırılması 7

1.4.2. Diğer ülkelerde sarkaçların çalıştırılması 9

1.5. İlginç gerçekler 11

2. Pratik bölüm 11

2.1. Kendiniz yapabileceğiniz sarkaç modelleri 11

2.2. Yarışmaya sunulan sarkaç modeli 13

Sonuç 14

Referanslar 15

giriiş

Foucault sarkacının varlığını 9. sınıf fizik dersinde (“Salınımlar ve Dalgalar” konusu) öğrendim. Daha sonra programın ustaları tarafından yapılmış bir sarkaç modelini gördüğüm “Galileo” adlı televizyon programını izledim. Ve böyle çalışan bir modeli kendim yapıp yapamayacağımı görmeye karar verdim. Bunu yapmak için çeşitli kaynaklardan bilgi topladım ve inceledim: kitaplar, medya, internet. Malzeme o kadar ilgi çekiciydi ki, onu sistematize etmeye ve kendim bir model yapmaya karar verdim.

Bu çalışmanın amacı, toplanan bilgileri sistematik hale getirmek ve sarkacın masaüstü gösteri kurulumunu oluşturmaktır. Çalışmamda sarkacın yaratılış tarihi, ilk gösterimi, çalışma prensibi, dünya çapında yaratılan çeşitli sarkaç modelleri hakkında materyal sundum ve jürinin değerlendirmesine bir sarkaç modeli sundum. kendim yaptım.

Çalışmamı sınıf arkadaşlarımın önünde bir fizik dersinde ve okulun bilimsel ve uygulamalı konferansı "Keşif Yolları"nda sundum ve "Uygulamalı Fizik" kategorisini kazandığım için sertifika almaya hak kazandım.

1.1 Foucault sarkacının yaratılış tarihi

Görünüşe göre katedraldeki lambaların salınımını izlemeyi seven sadece Galileo değil. Bu tutkusunu öğrencisi Vincenzo Viviani'ye aktardı. 1660 yılında Galileo'dan farklı olarak uzun bir iplik üzerindeki sarkacın salınımlarının başka bir özelliğine dikkat çekti.

Sarkaçlara yukarıdan aşağıya bakarsanız, salınım düzlemlerinin sürekli olarak saptığı ve her zaman aynı yönde - saat yönünde olduğu ortaya çıktı. Ve 1664'te Padua şehrinden bir bilim adamı Giovanni Poleni, bu sapmayı Dünya'nın dönüşüyle ​​​​bağladı - diyorlar ki, Dünya dönüyor, ancak sarkacın salınım düzlemi aynı kalıyor. Yani bu, Dünya üzerinde duran insanlar tarafından sarkacın salınım düzleminin sapması olarak gözlemlenir.

Ancak sarkacın bu özelliğinin aynı zamanda her yerde bulunan eski insanlar tarafından da bilindiği ortaya çıktı. Aslında yeni, unutulmuş eskidir. 1. yüzyılda yaşayan Romalı bilim adamı Yaşlı Pliny'nin "Doğa Tarihi" adlı eserinde bu konuda yazdığı şey budur. N. e.: “Mıknatıssız pusula düzenlemek mümkün. Bunu yapmak için bir sarkaç alıp onu belirli bir yönde sallamanız gerekir. Gemi döndüğünde sarkaç, salınımlarında kendisine verilen yönü koruyacaktır” (Şek. 1).

Pirinç. 1. Yaşlı Pliny'nin gemideki pusulası Şek. 2. Dönen bir elemana kenetlenmiş bir çubuk

Patrone, salınım düzlemini değiştirmez

Pliny'nin tavsiyesindeki bir şeyin şüpheli olduğu söylenmelidir. Birincisi, Pliny'nin pusulayı bilmesi mümkün değildi; Avrupa'da onu çok daha sonra öğrendiler, en azından ona bu ismi verdiler. Pliny'e atfedilenlerin çoğuna, eserlerinin 18. yüzyılda Latince'den çevrilen tercümanı tarafından katkıda bulunulmuş olabilir. İkincisi, sarkacın bu kadar uzun süre salınım düzlemini değiştirmemesi imkansızdır; süspansiyonu ideal hale getirilemez ve etrafındaki hava girişime neden olur. Üçüncüsü, Dünya'nın dönüşü sarkacın salınım düzlemini "saptıracak", böylece gemi bir daire içinde "gidecek". Ancak öyle ya da böyle Pliny sarkacın salınım düzlemini koruduğunu fark etti. Ve bu özellik, Fransız bilim adamı Jean Bernard Leon Foucault (1819-1868) tarafından ünlü sarkaçlarını yaratarak zekice kullanıldı. Foucault çocukluğundan beri çalışmayı sevmiyordu; bilgi onun için zordu. Ama altın elleri vardı; oyuncaklar, aletler yapıyordu, kendisi bir buhar makinesi yapmıştı ve torna tezgahında iyi çalışıyordu.

Foucault bir keresinde, uzun elastik bir çelik çubuğu bir makine aynasına kelepçeleyip onu titreştirirseniz (Şekil 2), aynanın hızlı dönmesine rağmen salınım düzleminin değişmeyeceğini fark etmişti. Bu fenomenle ilgilenen Foucault, önce aynı çubuğun dönen bir kartuştaki davranışını gözlemlemeye başladı ve ardından kolaylık sağlamak için onu bir sarkaçla değiştirmeye karar verdi.

Foucault sarkaçla ilgili ilk deneylerini Paris'teki evinin bodrumunda gerçekleştirdi. Bodrum katının tepesine iki metre uzunluğunda sertleştirilmiş bir çelik tel bağladı ve ona beş kilogramlık pirinç bir top astı. Topu yana çekerek duvarlardan birinin yakınına bir ip ile sabitleyen Foucault, ipi yakarak sarkacın serbestçe sallanma fırsatı verdi. Ve yarım saat içinde Dünya'nın dönüşüne tanık oldu.

Bu, 8 Ocak 1851'de gerçekleşti. Ve birkaç gün sonra Foucault, Paris Gözlemevi'nin yöneticisi ünlü Fransız bilim adamı Arago'nun isteği üzerine deneyimini tekrarladı. Bu sefer telin uzunluğu zaten 11 m'ydi ve sarkacın salınım düzlemindeki sapma daha da belirgindi.

Foucault'nun deneyimi her yerde konuşuldu. Herkes Dünya'nın dönüşünü kendi gözleriyle görmek istedi. Öyle bir noktaya geldi ki, Fransa Cumhurbaşkanı Prens Louis Napolyon, halka açık olarak göstermek için bu deneyi gerçekten devasa bir ölçekte sahnelemeye karar verdi. Foucault'ya 83 m kubbe yüksekliğinde Paris Pantheon binası verildi.

1.2. Foucault'nun deneyimi

1.2.1. Deneyimin gösterilmesi

İlk halka açık gösteri 1851'de Paris Pantheon'da Jean Foucault tarafından gerçekleştirildi (Şekil 3): Pantheon'un kubbesinin altına, 67 m uzunluğunda çelik bir telin üzerine bir nokta iliştirilmiş 28 kg ağırlığındaki metal bir topu astı. Sarkaç yuvası her yöne serbestçe salınmasına izin verdi, bağlantı noktasının altına 6 metre çapında dairesel bir çit yapıldı, çitin kenarı boyunca sarkacın hareket etmesi için bir kum yolu döküldü. geçerken kumda izler bırakabilir. Sarkaç çalıştırılırken yandan itmeyi önlemek için yana alınıp bir ip ile bağlandıktan sonra ip yakıldı.

Böyle bir süspansiyon uzunluğuna sahip sarkacın salınım periyodu 16,4 saniyeydi, her salınımda kum yolunun önceki kesişme noktasından sapma ~3 mm idi, bir saat içinde sarkacın salınım düzlemi saat yönünde 11°'den fazla döndürüldü yani yaklaşık 32 saat içinde tam bir devrimi tamamlayarak eski konumuna geri dönmüştür.

1.2.2. Bir sarkacın çalışma prensibi

Foucault sarkacının çalışma prensibi, Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönmesi nedeniyle her salınımda belirli bir yörünge etrafında sapmasıdır; bu etki en çok gezegenin kutuplarında fark edilir ve ekvatorda hiç fark edilmez. . Sarkaç ne kadar büyük olursa, sapma etkisi o kadar belirgin olur. Çalışan bir sarkaç veya daha doğrusu çerçeve dönmeye başlarsa, sarkaç konumunu korur, aynı şey Dünya için de olur, sarkacın altında döner ve sarkacın salınımlarının yönünü değiştirdiği görülür, ancak aslında sarkaç basitçe konumunu korur ve Dünya döner. Sarkaç çerçevesine sıkı bir şekilde bağlı olmadığından çerçeve yerle birlikte döner ve sarkaç konumunu korur.

1.3. J.B.L.'nin biyografisi Foucault

FOUCAULT Jean Bernard Leon (1819-1868), Fransız fizikçi, optik ve mekanik alanındaki deneyleriyle ünlü. 18 Eylül 1819'da Paris'te doğdu. İlk eğitimini evde aldı. Babasının ısrarı üzerine tıp okudu ancak deneysel fizikle ilgilenmeye başladı. 1845'ten itibaren - "Tartışma Dergisi" ("Journal des Dbats") gazetesinin bilimsel köşe yazarı, 1855'ten itibaren - Paris Gözlemevi çalışanı, 1862'den itibaren - Boylam Bürosu üyesi. Temel araştırma optik, mekanik ve elektromanyetizma ile ilgilidir. A. Fizeau ile birlikte bir dizi optik çalışma yürüttü; bunlardan en ünlüsü, büyük bir yol farkıyla ışığın girişiminin gözlemlenmesiydi. 1849-1850'de hızla dönen bir ayna kullanarak ışığın havadaki ve sudaki hızını ölçtü. Bu karşılaştırmalı ölçümler sonunda ışığın dalga doğasını doğruladı. 1851'de bir sarkaç (Foucault sarkacı) kullanarak Dünya'nın kendi ekseni etrafında döndüğünü gösterdi. 1852'de artık teknoloji ve navigasyonda yaygın olarak kullanılan jiroskopu icat etti. 1855'te iletken malzemenin girdap indüksiyon akımları (Foucault akımları) tarafından ısıtıldığını keşfetti ve bunları azaltmanın bir yolunu önerdi. Büyük reflektörler için ayna yapmak için hassas bir yöntem geliştirdi ve metal aynalar yerine gümüş filmle kaplanmış daha hafif ve daha ucuz cam aynaların kullanılmasını önerdi. Foucault'nun diğer icatları arasında ark lambası için otomatik bir ışık regülatörü, bir fotometre ve UV bölgesinde kullanıma uygun bir polarizasyon prizması yer alıyordu. Foucault, Londra Kraliyet Cemiyeti'nin ve Berlin Bilimler Akademisi'nin üyesiydi; Bilimsel başarılarından dolayı kendisine Copley Madalyası verildi.

1.4. İşleyen Foucault sarkaçları

1.4.1. Rusya ve BDT ülkelerinde sarkaçların çalıştırılması

24 Şubat 2011'de sarkaç modeli ortaya çıktıKiev. Şurada yüklü: (Şekil 4). Bronz topun ağırlığı 43 kilogram, ipliğin uzunluğu ise 22 metredir. Kiev Foucault sarkaç, BDT'nin en büyüğü ve Avrupa'nın en büyüklerinden biri olarak kabul edilir.

12 Haziran 2011'de açıldıMoskova Planetaryumu 16 metre iplik uzunluğuna ve 50 kilogram top kütlesine sahip çalışan bir Foucault sarkacının monte edildiği yer (Şekil 5).

8 Şubat 2012'de açıldıNovosibirsk Astrofizik Kompleksi 15 metre uzunluğunda bir sarkaçlı Foucault kulesi içerir.

20 metrelik iplik uzunluğuna sahip çalışan bir Foucault sarkacı mevcuttur.Sibirya Federal Üniversitesi (Krasnoyarsk ).

Volgograd Planetaryumu'nda 12 kilogram ağırlığında ve 8,5 metre uzunluğunda çalışan bir Foucault sarkacı bulunmaktadır.

İşleyen bir Foucault sarkacı şu anda St. Petersburg Planetaryumu'ndadır. İpliğinin uzunluğu 8 metredir.