Pendulul lui Foucault

Pendulul lui Foucault a rămas în conştiinţa culturală a umanităţii prin două repere – ca dizpozitiv inventat de fizicianul şi astronomul francez Leon Foucault, prin care a confirmat mişcarea de rotaţie a Pământului în jurul axei sale, şi ca titlul unui celebru roman (Il pendolo di Foucault), aparţinând scriitorului italian Umberto Eco, o alegorie despre condiţia umană, despre iluziile unei lumi nebune, adeseori debusolate, o aventură în şi printre vârstele culturii şi civilizaţiei, văzute din perspective inedite, provocatoare pentru omul modern.

Cine ar citi pentru prima dată frazele de mai jos, probabil că nu ar putea spune cu certitudine dacă aparţin unui om de ştiinţă sau unui scriitor, dar, cu siguranţă, ar intui sensul emblematic, al acestora, pentru o realitate – fie ea demonstrabilă, palpabilă, fie imaginară, simbolică, despre timp, rosturi, sensuri: “Pendulul lui Foucault stă neclintit în timp ce pământul se roteşte pe dedesubtul lui, în orice loc s-ar afla. Orice punct al Universului e un punct fix, e suficient să atârni de el pendulul. Dumnezeu e peste tot? Într-un anume sens, da. De aceea mă tulbură Pendulul. Îmi făgăduieşte infinitul, dar îmi lasă mie răspunderea de a decide unde doresc să-l am (…) Senzaţia e aceea că cineva, în viaţa lui, a agăţat pendulul în multe locuri şi n-a funcţionat niciodată, şi că acolo, la Conservatoire, funcţionează aşa de bine… oare în Univers or fi puncte privilegiate? Nu ştiu, poate că suntem mereu în căutarea punctului potrivit, poate că-i lângă noi, dar nu-l recunoaştem, iar pentru a-l recunoaşte ar trebui să credem în el”. (Umberto Eco)

Pendulul lui Foucault – în ce constă experimentul?

Leon Foucault, fizician francez din secolul al XIX-lea, a rămas în istoria descoperirilor ştiinţifice şi a inventicii prin experienţa cu pendulul care îi poartă numele, prin contribuţiile la calculul vitezei luminii, prin inventarea giroscopului.

Pendulul lui Foucault a fost experimentat în 1851, fiind vorba, mai exact, despre un dispozitiv – un pendul, format dintr-un fir extensibil, de 67 de metri, având în capăt o bilă de 28 de kilograme, cu diametrul de 18 centimetri, suspendat de cupola Panteonului din Paris, un monument din secolul al XVIII-lea, construit după modelul Panteonului din Roma.

Pendulul lui Foucault a fost conceput de fizicianul francez pentru a pune în evidenţă mişcarea de rotaţie a Pământului în jurul axei sale, în raport cu un sistem de referinţă inerţial. În fizică, un sistem de referinţă inerţial este cel care respectă prima lege a lui Newton: “Un punct material tinde să-şi menţină starea de repaus relativ sau de mişcare rectilinie şi uniformă, atât timp cât nu se află sub acţiunea unor forţe exterioare”.

În acest spaţiu, al panteonului din Paris, sub pendulul suspendat, Foucault a aşezat un disc cu raza de trei metri, pe care a pus nisip, astfel încât un vârf metalic ataşat bilei să zgârie nisipul la fiecare oscilaţie. La oscilaţii mici, mişcarea se făcea în plan orizontal, iar o rotaţie completă s-a produs în 32 de ore. La 30 de grade latitudine, rotaţia completă s-a produs în 48 de ore. S-a mai constatat că planul de oscilaţie, într-o oră, s-a modificat cu un unghi de 11 grade.

Rezultatul experimentului lui Foucault, într-un sistem noninertial, legat de un observator terestru, se explică prin efectul forţei Coriolis, după numele celui care a descoperit-o. Forţa Coriolis este o forţă aparentă, inerţială, care acţionează asupra unui corp atunci când acesta se află într-un sistem de referinţă aflat în mişcare de rotaţie. În cazul mişcării de rotaţie a Pământului este vorba de o situaţie particulară de acţiune a forţei Coriolis. Pământul se roteşte în jurul axei sale cu o viteză mai mare la Ecuator (unde forţa Coriolis este slabă) decât la Poli (unde forţa Coriolis creşte). Ca urmare, obiectele în mişcare, din emisfera nordică (de exemplu, curenţii de aer, curenţii marini etc.) sunt deviaţi spre dreapta (spre est) şi invers, în emisfera sudică.

Mai trebuie precizat că, dacă mişcarea se declanşează fără viteză iniţială, corpul nu se va deplasa pe diametrul cercului, ci va devia permanent spre dreapta, iar dacă pendulul porneşte cu viteză iniţială, el va trece mereu prin centrul cercului. Deşi ştim că Pământul se roteşte, în realitate noi nu percepem această mişcare, iar experimentul lui Foucault chiar acest fapt îl arată, că cel care se roteşte este chiar Pământul, într-o mişcare de la vest spre est. În cadrul experimentului, cei prezenţi au putut observa cum, la fiecare mişcare a pendulului, planul de oscilaţie se roteşte în sensul acelor de ceasornic (Parisul aflăndu-se în emisfera nordică). În emisfera sudică, mişcarea este inversă, iar la Ecuator pendulul oscilează într-un plan fix (în raport cu stelele).

În faţa publicului adunat sub cupola Panteonului din Paris, în 1851, acolo aflându-se, de exemplu, la vremea respectivă, şi viitorul împărat al Franţei, Napoleon al III-lea, Leon Foucault şi-a început demonstraţia spunând: “Acum vă veţi convinge că Pământul se roteşte”.

Citește continuarea aici

loading...

Leave a Reply

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *