Pendolo di Foucault

L'animazione del pendolo di Foucault, situato in questo caso nell'emisfero australe, evidenzia la direzione di rotazione antioraria. La velocità di rotazione è fortemente esagerata rispetto alla realtà. Inoltre, un pendolo di Foucault reale, rilasciato dal punto di riposo, non passa direttamente per la sua posizione di equilibrio a differenza di quanto avviene nell'animazione.

Il pendolo di Foucault, così chiamato in onore del fisico francese Jean Bernard Léon Foucault, fu concepito come esperimento per dimostrare la rotazione della Terra attraverso l'effetto della forza di Coriolis.

Funzionamento

Il pendolo nel Panthéon di Parigi.

Si tratta di un alto pendolo libero di oscillare in ogni direzione per molte ore. Il primo pendolo di Foucault fu presentato al pubblico nel 1851, ed era costituito da una sfera di 28 kg sospesa alla cupola del Pantheon di Parigi con un filo lungo 67 m. Aveva la funzione di tracciare linee sempre uguali per direzione secondo la legge dell'inerzia ma così non fu.

Ad ogni latitudine della Terra, tranne che all'equatore, si osserva che il piano di oscillazione del pendolo ruota lentamente. Al Polo Nord e al Polo Sud la rotazione avviene in un giorno siderale: il piano di oscillazione si mantiene fermo mentre la Terra ruota, in accordo con la legge del moto di Newton.

Alle altre latitudini il piano di oscillazione ruota con un periodo R inversamente proporzionale al seno della latitudine stessa (α); a 45° la rotazione avviene ogni 1,4 giorni, a 30° ogni 2 giorni e così via:

$R = \frac {24h} {\sin \alpha}$

La rotazione avviene in senso orario nell'emisfero boreale e in senso antiorario nell'emisfero australe. Il concetto può essere difficile da comprendere a fondo, ma ha portato Foucault a ideare nel 1852 il giroscopio. L'asse del rotore del giroscopio segue sempre le stelle fisse; il suo asse di rotazione appare ruotare sempre una volta al giorno a qualunque latitudine.

Il pendolo di Foucault è impegnativo da costruire poiché piccole imprecisioni possono causare errori nell'oscillazione che mascherano l'effetto della rotazione terrestre. La resistenza dell'aria inoltre frena l'oscillazione; per questo motivo nei musei i pendoli incorporano un elettromagnete o altro dispositivo per mantenere in moto il sistema.

• 

  Il pendolo di Foucault installato nel Pantheon di Parigi

• 

  Pendolo installato al Conservatorio Nazionale di Arti e Mestieri di Parigi

• 

  Pendolo al Franklin Institute di Filadelfia (Pennsylvania)

• 

  Pendolo di Foucault al Museo delle Scienze della Ciutat de les Arts i les Ciències di Valencia

Bibliografia

• (FR) Jean Bernard Léon Foucault. Démonstration du Mouvement de Rotation de la Terre au moyen du Pendule. Comptes rendus de l'Academie des Sciencies, 32, 5, 1851.

Voci correlate

• Forza di Coriolis
• Principio di Mach
• Precessione degli equinozi

Altri progetti

• Commons

• Commons contiene immagini o altri file su Pendolo di Foucault

Collegamenti esterni

• Il pendolo di Foucault del planetario di Modena
• Descrizione del Pendolo di Foucault

Portale Meccanica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di Meccanica