Co je to kyvadlo?
Ne všichni dospělí plně chápou, co je Foucaultovo kyvadlo, jak funguje a k čemu je potřeba. Jak to vysvětlit třeba zvídavému dítěti? Je pro něj těžké si vůbec představit, že Země je kulatá, nemluvě o její rotaci! Ale ve skutečnosti můžete princip Foucaultova kyvadla vysvětlit komukoli během pěti minut pomocí několika předmětů, které najdete téměř v každé kuchyni.
Tim Skorenko
Diskutujte o tématu
Od starověku vědci předkládali hypotézy, že Země má tvar koule rotující kolem své vlastní osy. Aristoteles byl první, kdo dokázal tuto teorii, když poukázal na to, že během zatmění Měsíce je stín Země vždy kulatý. Jedním z pozdějších důkazů kulovitosti naší planety byl experiment s kyvadlem, který provedl vědec Jean Bernard Leon Foucault. Řekneme vám, co je Foucaultovo kyvadlo a jak funguje.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Co je to Foucaultovo kyvadlo?
Připomeňme, že Foucaultovo kyvadlo je experimentální zařízení, pomocí kterého můžete vizuálně pozorovat denní rotaci Země. Je to poměrně dlouhý (v původním návrhu Jeana Foucaulta délka byla 67 m) ocelový drát, na kterém je zavěšeno břemeno. V průběhu času se rovina kmitání kyvadla mění, pomalu se otáčí ve směru opačném ke směru rotace Země a geografická poloha (zeměpisná šířka) zařízení ovlivňuje rychlost změny.
Je velmi obtížné si představit rovinu stacionární vzhledem ke hvězdám, a tedy rotující vzhledem k Zemi. Země je příliš velká, její zdánlivá „plochost“ je nám příliš povědomá a rotaci na sobě úplně necítíme. Foucaultovo kyvadlo nám názorně demonstruje efekt denní rotace, ale i při pohledu na něj není vždy snadné jeho „indikace“ pochopit a přijmout.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Představte si situaci: přijde k vám dítě a ptá se: Právě jsem četl o nějakém Foucaultově kyvadlu, které dokazuje, že se Země otáčí, a ničemu jsem nerozuměl. Můžete mi to vysvětlit jednodušeji? Samozřejmě odpovíte a postavíte si model kyvadla přímo v kuchyni.
Kdo je Jean Bernard Leon Foucault a jaké experimenty provedl?
Francouzský fyzik Jean Bernard Leon Foucault, který vynalezl kyvadlo, se narodil 18. září 1819 v Paříži. Muž byl členem pařížské akademie věd a aktivním vynálezcem. Kromě kyvadla vytvořil Foucault gyroskop, přišel s metodou měření rychlosti světla ve vzduchu a ve vodě a navrhl také účinnou metodu stříbření zrcadel.
Leon Foucault poprvé provedl svůj experiment s kyvadlem ve 2 hodiny ráno 8. ledna 1851. Místo laboratoře použil fyzik sklep svého pařížského domu. Tu noc Foucault použil kyvadlo, které bylo 2 metry dlouhé. V únoru muž experiment na observatoři zopakoval pomocí 11metrového kyvadla.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Poměrně rychle se informace o neobvyklém zážitku dostala k Ludvíkovi (Napoleon III.) Bonapartovi, budoucímu francouzskému císaři. Dohodl se na veřejném opakování experimentu s kyvadlem pod kupolí Pantheonu v hlavním městě Francie. Proslýchalo se, že Foucaultův experiment schválil nejen Napoleon, ale i papež Pius IX. Údajně požehnal Jeanu Bernardovi Leonovi, aby provedl experiment dokazující všemohoucnost Stvořitele. Historici však žádné oficiální potvrzení této skutečnosti nenašli.
Foucaultovo kyvadlo v pařížském Pantheonu
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Experiment byl veřejně proveden v březnu 1851. Tentokrát byla konstrukce ještě větší – pod kupolí Pantheonu byla zavěšena kovová koule o hmotnosti 28 kilogramů s pevnou špičkou. Na místě ji držel silný ocelový drát o délce 67 metrů. Toto upevnění umožňovalo kyvadlu volně se houpat do všech stran, pod upevňovacím bodem byl speciálně postaven plot o průměru 6 metrů. Po okraji plotu byly položeny pískové cesty, aby kyvadlo mohlo volně kreslit potřebné značky.
Aby při spuštění Foucaultova kyvadla nedošlo k bočnímu tlaku, byla konstrukce odnesena na stranu, svázána lanem a poté bylo lano spáleno. Perioda kmitání kyvadla při takové délce zavěšení byla 16,4 sekund a odchylka každého kmitu od předchozího byla přibližně 3 milimetry. V průběhu hodiny se rovina kmitání kyvadla změnila o 11 stupňů ve směru hodinových ručiček.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Po dokončení úplného otočení za asi 32 hodin Foucaultovo kyvadlo dokázalo, že Země je kulatá planeta, která se otáčí kolem své osy. Rada Čestné legie, šokovaná Foucaultovou brilantní zkušeností, udělila vědci nejprestižnější ocenění ve Francii. Poté se Foucaultovo kyvadlo rozšířilo do dalších zemí. Vědci začali zařízení konstruovat podle principu vyvinutého Foucaultem, změnili pouze technické parametry a design míst pro instalaci systému.
Co je Foucaultovo kyvadlo: video
Video ukazuje jedno z největších Foucaultových kyvadel v Evropě, které se nachází v Kyjevském polytechnickém institutu.
Princip fungování Foucaultova kyvadla: zařízení sestavujeme doma
Model můžete postavit téměř z čehokoli, můžete ho udělat krásnějším, větším, fotogeničtějším. Rozhodli jsme se použít jednoduché předměty, které lze najít během několika minut téměř v každé kuchyni. Nemusíte ani chodit do obchodu.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Nástroje, které budete potřebovat k sestavení modelu Foucaultova kyvadla doma
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Takže talíř, tři vidličky, dvě jehly, korek, nějaké závaží (limetka, brambora, malé jablko), špulka nitě, sůl. Deska hraje roli Země a stůl, na kterém stojí, funguje jako pevný souřadnicový systém, ve kterém se Země otáčí (jinými slovy hvězdy). Z toho všeho není těžké postavit strukturu zobrazenou na první fotografii. Nejobtížnější je zvolit délku nitě tak, aby se špička jehly sotva dotýkala povrchu destičky. Je velmi důležité zachovat zarovnání, to znamená zajistit, aby špička jehly vycházela ze samého středu plodu, který se používá jako zátěž.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Domácí Foucaultovo kyvadlo, které dokazuje kulovitý tvar Země
Poté spustíme systém – nejlépe zátěž stáhnout do strany a povolit. Kyvadlo začne kmitat. Otočíme-li desku kolem její osy, zjistíme, že kyvadlo se s ní neotáčí, ale nadále kmitá v konstantní rovině! Sůl se v tomto případě používá pro přehlednost – když otočíte talířem, špička jehly nakreslí novou trajektorii.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Nyní si stačí představit, že deska je velmi velká – s průměrem Země. A otáčí se, jak řekl Galileo podle legendy, sám o sobě, stejně jako otáčíme talířem rukama. A Foucaultovo kyvadlo, sestupující z kopule moskevského planetária nebo pařížského Pantheonu, kreslí složitou postavu, neustále měnící rovinu kmitání vzhledem k Zemi. Přesněji řečeno, je to Země, která mění svou polohu vůči kyvadlu. Jako talíř.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Takto má vypadat hotové domácí Foucaultovo kyvadlo
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Také na toto téma stojí za to přečíst si o našich experimentech s kinetickým pískem a šířením plamene parafínovými parami.
Kde dnes můžete vidět Foucaultovo kyvadlo?
Jedno z největších Foucaultových kyvadel v Evropě a největší kyvadlo v SNS se nachází na Kyjevském polytechnickém institutu. Design tvoří 43kilogramová bronzová koule na 22metrovém závitu.
Do roku 1986 se v katedrále svatého Izáka v Petrohradě nacházelo obrovské 98metrové Foucaultovo kyvadlo. Během exkurze byli turisté pozváni, aby se stali pozorovateli experimentu. Rovina otáčení kyvadla se otáčela, díky čemuž se tyč dotkla předmětu velikosti krabičky od zápalek ležícího na podlaze daleko od roviny otáčení zařízení.
Dnes jsou velká provozní Foucaultova kyvadla v Rusku umístěna v Moskevském planetáriu, Sibiřské federální univerzitě, Petrohradském a Volgogradském planetáriu, Volžské federální univerzitě v Kazani a v 7. patře Základní knihovny Moskevské státní univerzity v Moskvě.
Online publikace TechInsider
Zakladatel Fashion Press LLC: 119435, Moskva, Bolshoy Savvinsky per., 12, budova 6, patro 3, místnost II;
Adresa redakce: 119435, Moskva, Bolshoi Savvinsky lane, 12, budova 6, patro 3, místnost II;
Šéfredaktor: Nikita Aleksandrovich Vasilenok
Redakční e-mailová adresa: info@techinsider.ru
Telefonní číslo redakce: +7 (495) 252-09-99
Označení informačních produktů: 16+
Online publikace je registrována Federální službou pro dohled nad komunikacemi, informačními technologiemi a hromadnými komunikacemi, registrační číslo a datum rozhodnutí o registraci: EL řada č. FS 77 – 84123 ze dne 09. listopadu 2022.
© 2007 — 2024 Fashion Press LLC
Při zveřejňování materiálů na Stránkách uděluje Uživatel společnosti Fashion Press LLC bezplatně nevýhradní práva k používání, reprodukování, distribuci, vytváření odvozených děl, jakož i k zobrazování materiálů a jejich zpřístupňování veřejnosti.