pendulul lui foucault prezentare

7/31/2019 Pendulul Lui Foucault Prezentare

1/22

PENDULUL

FOUCAULT


2/22

Jean Bernar L onFoucault (1819 1868)fizician francez care

a inventatgiroscopul,a artat c Pmntulse roteten jurul

axei sale, adescoperit cureniiindui n pieselemetalice care se

rotesc n instalaii

electrice (cureniiFoucault)i adeterminat

experimental vitezaluminii.


3/22

Istoricul pendulului Foucault

Invenia pendulului Focault a avut loc accidental.

n anul 1848 Leon Foucault a montat o tij subirei lung de metal n strungul su. ciupit-o icaptul bucii de metal continua s se mite n susi-n jos. Considernd suportul strungului un ceas ,acea extremitate a oscilat de la ora 12 la ora 6 ,

apoi din nou la ora 12 i aa mai departe . Foucaulta rotit ncet strungul la 90 de grade , ns captultijei de metal a oscilat statornic dintr-o parte n alta ,

ntre ora 12 i ora 6!

Istoricul pendulului Foucault

Invenia pendulului Focault a avutloc accidental ca multe alte

descoperiri tiinifice.

n anul 1848 Leon Foucault amontat o tij subire i lung demetal n strungul su. A pus-o nmicare i captul bucii de metalcontinua s se mite n sus i-n jos.

Extremitatea barei a oscilat pevertical. Foucault a rotit ncet

strungul la 90 de grade , ns captultijei de metal a oscilat n acelai plan! .Acest lucru l-a pus pe Leon Foucaultpe gnduri. De aceea a montat un micpendul n maina de gurit, dup carel-a determinat s oscileze i a pornit

micarea de rotaie a mainii.

nc o dat , pendulul acontinuat s oscileze n planulsu original i a ignorat faptulc punctul su de montare se

rotea.A creat apoi n atelierul sudin pivni un pendul cu un fir

lung de 2 metri i o bil cumasa de 5 kilograme. nainteca amplitudinea oscilaiei s

se sting complet, a observatc greutatea de la captul

pendulului se rotea n sensulacelor de ceasornic. Acum cera convins de principiu , a

construit un al doilea pendulcu un fir de 11 metri nObservatorul din Paris ; i

acesta s-a rotit , deasemenea , n sensul acelor

de ceasornic.


4/22

I s-a cerut s construiasc ceva mrepentru expoziia Universal din Paris

(1850). A construit un Pendul cu lungimeade 67 de metri n biserica parizian

Phanton , cunoscut i ca biserica Sf.Genevive. A trecut printr-o lung seriede probleme pentru a se asigura c firulera perfect simetric n metalurgia sa i alegat de el o ghiulea de 28 de kilograme.Sub bil a fost poziionat un vrf ascuiti a fost mprtiat nisip n presupusa cale

a acesteia , astfel nct vrful s trasezeurme n nisip. Bila a fost tras ntr-o partei fixat n loc cu o sfoar. ntr-o

atmosfer fastuoas frnghia a fostaprins i bila a nceput s descrie n nisip

o traiectorie perfect , dreapt (non-

eliptic). n cteva minute , pendulul anceput s oscileze, oarecum n sensulacelor de ceasornic i linia dreapt i

ngust trasat anterior n nisip s-a extins, prnd a fi o elice cu dou palete. Astfel, experimentul a fost un succes ! Pmntul

s-a rotit sub pendulul lui Foucault.


5/22


6/22

Reconstituirea pendulului lui Foucault n 1995Panthon, Paris

n octombrie 1995 , originalul Pendul Foucaulta fost reinstalat n Panthon , folosindu-se bilaoriginal de alam acoperit cu plumb .


7/22

Animaiamicrii pendulului Foucaultn Paris, fora Coriolis deviaz

spre est planul de oscilaie

Planul de oscilaie serotete n sensul acelor de

ceas n emisfera nordic,

invers n cea sudic.

oLa Ecuator pendululoscileaz ntr-un plan fix.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Foucault-rotz.gif


8/22

Explicaia fenomentului

Cauza principal a fenomenului Foucault este aciunea forei

Coriolis. Fora Coriolis este o for de inerie pentru micarearelativ ntr-un sistem rotitor de coordonate.

Consecinele existenei acestei foresunt c obiectele aflate n micare,curenii atmosferici (alizeele) icurenii marini din emisfera nordic

sunt deviai spre dreapta, iar nemisfera sudic spre stnga. Acesteapoart numele de efectul Coriolis ieste denumit dup descoperitorul su,matematicianul Gaspard de Coriolis(1792-1843).
http://www.youtube.com/watch?v=mcPs_OdQOYU&feature=player_embeddedhttp://www.youtube.com/watch?v=mcPs_OdQOYU&feature=player_embeddedhttp://www.youtube.com/watch?v=mcPs_OdQOYU&feature=player_embeddedhttp://www.youtube.com/watch?v=mcPs_OdQOYU&feature=player_embedded


9/22

Distingem dou situaii. Dac micarea estedeclanat fr vitez iniial, din poziia extrem, nplanul orizontal local, corpul nu se va mica pe diametrulcercului, ci pe o rozet, prin deviere permanent spre

dreapta, fr s treac prin centrul cercului. Dacpendulul pornete cu vitez iniial din centrul cercului

orizontal el va trece mereu prin centru descriind otraiectorie ca n animaia urmatoare.

Aadar, se rotete planul de oscilaie al pendulului,ns n realitate se rotete Pmntul i planul de oscilaie

rmne fix. Dar problema nu se rezolv definitiv astfel,

pentru c nu exist micare absolut. Rotaia Pmntuluitrebuie s fie raportat la un corp care nu se mic.
http://www.youtube.com/watch?v=ad5wPcKOMqQ&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=wlhHWYKswik&feature=player_embeddedhttp://www.youtube.com/watch?v=wlhHWYKswik&feature=player_embeddedhttp://www.youtube.com/watch?v=wlhHWYKswik&feature=player_embeddedhttp://www.youtube.com/watch?v=ad5wPcKOMqQ&feature=related


10/22

La Polul Nord i la Polul Sud,planul de oscilaie a pendululuirmne acelai n raport cu stelendeprtate fixe n timp ce

Pmntul se rotete sub el, avnddurata unei zile siderale (timp scursntre dou treceri consecutive aleunei stele la acelai meridian -23 h56 m 4.1 s) pentru a-i completarotaia. Fa de Pmnt, planul de

oscilaii al pendulului, la Polul Nordsau Sud, suport o rotaie complet

n sens orar, sau, respectivtrigonometric n timpul unei zile.

Cnd un pendul Foucault estesuspendat la Ecuator, planul deoscilaie rmne fix fa de Pmnt.La alte latitudini, planul de oscilaiiare o rotaie aparent mai lentdect la poli. Viteza unghiular(masurat n radiani/s ) este directproporional cu sinusul latitudinii.


11/22

Un pendul Foucault la 30 grade sud,privit de deasupra de un observator,se roteste invers acelor de ceasornicla 360 de grade n 2 zile.

Prima lansare a pendului esteimportant. Modul tradiional de aface acest lucru este de a folosi oflacr pentru a arde un fir care inetemporar bila n poziia de start, astfel

evitndu-se micrile lateralenedorite. Frecarea cu aerul

ncetinete oscilaiile, aa cpendulele Foucault din muzee auncorporate deseori un dispozitivelectromagnetic pentru a menine bila

n oscilaie. Altele sunt repornite curegularitate.

La latitudinea Parisului, un ciclucomplet dureaz 32 de ore, aa c,dup o zi sideral planul de oscilaies-a micat cu 90 de grade. Dacplanul de oscilaie era la pornire de la

N la S, este E-V dup o zi sideral.


12/22


13/22

PENDULUL LUI FOUCAULT - Muzeul de

arte i meserii din Paris

Putem ntlni pendulul lui Foucault n muzee tehnice, detiin, n observatoare astronomice.


14/22


15/22

Pendulul lui Foucault din Franklin Institute Philadelphia


16/22

Imagini din timpul montrii pendulului


17/22


18/22

Pendulul Foucault A.T.L- Date generale

m (masa sferei)=25,85kg

Bila este din otel i conine i o cantitate de Pb (4 kg)Cablul este de asemenea din oel ,avnd o izolaie din plastic

T= perioada (msurat n secunde) = 3,1415926...(raportul dintre lungimea circumferenei unui cerc i diametrul lui)l= lungimea firului (exprimat n metri) =17,5 m

g= acceleraia gravitaional, aproximativ 9,805 m/s2 (depinde de locul de pe glob unde seefectueaz msurarea i de altitudine)

T=6,28*1,33=8,39 s/perioada

Unghiul maxim cu care este deviat firul de la vertical este de 5 gradePerioada nu depinde dect de lungimea firului i de acceleraia gravitaional

Lat= 4744'19,06" N

Long=26 39' 52, 06" E

= 360 * sin lat= 360 *sin 4744'19,06" = 360 * 0,73659=265,1724 grade/zi sideralX(nr de grade pe or)=265,1724/24=11,04 grade/h (11,2 la Paris) Y(timpul unei rotaii complete)= 32 h 32'
http://ro.wikipedia.org/wiki/Pihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Greutatehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Greutatehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Pi


19/22


20/22


21/22

l=17,5 m

(g,l)=5

tg 5=0,087

tg 5= x / l =>

X=0,087*17,5 =1,52m


22/22

Experimente care se pot realiza cu ajutorul pendulului Foucault:

Determinarea perioadei de oscilaieConservarea energiei mecanice

Dinamica fluidelor

De asemenea , in timpul eclipselor de soare sau luna ,putem observa douaefecte:

Allais - schimbarea vitezei rotatiei aparente a planului de oscilatie a

pendululuiJeverdan-Rusu-Antonescu(U.A.I.C Iasi) - schimbarea perioadei de

oscilatie

pendulul lui foucault prezentare

Documents