27.6 Pendolo di Foucault

Collezione Liceo Scientifico Aless andro Serpieri Rimini
27.6
Pendolo di Foucault
Descrizione
Un supporto di ottone a forma di arco sostiene un
pendolo costituito di una pallina di ottone. L’arco è
montato su di una barra in ferro fornita di un alberino
centrale che si adatta alla macchina di rotazione che
permette al sistema di ruotare.
Non è firmato e risale agli anni '50.
Cenni storici
L’invarianza del piano di oscillazione del pendolo fu
mostrata dal fisico francese Léon Foucault (1819 –
1868).
Con il celebre esperimento eseguito con un lungo
pendolo (67 m) nel Pantheon di Parigi mostrò che la
Terra non può considerarsi un sistema inerziale, infatti
la traccia della massa oscillante sul pavimento non
passava sempre per i medesimi punti. Calcolò anche
la componente della velocità angolare del luogo =
-4
0,73 10 rad/s
Funzionamento
La forza peso che agisce sul pendolo nella sua posizione iniziale, insieme al punto di sospensione indivi-
x = 35 cm y =50 cm z = 2 cm m = 550 g
dua un piano verticale. In base al secondo principio della dinamica le oscillazioni possono avvenire
soltanto in tale piano.
Se il sistema di riferimento dal quale si osserva non è inerziale ma rotante, il piano di oscillazione
del pendolo ruoterà con la medesima velocità angolare cambiata di segno.
Un grande pendolo simile a quello utilizzato da Foucault permetterà di determinare la componente
locale della velocità angolare della Terra e quindi la latitudine: infatti ai poli la velocità angolare sarà 2π rad/24 h mentre all’equatore sarà nulla, a tutte le altre latitudini sarà funzione della latitudine
stessa.
Uso
Per mostrare l’invarianza del piano di oscillazione del pendolo nei sistemi di riferimento inerziali.
Si inserisce l’alberino nel morsetto della macchina di rotazione e, dopo aver messo in oscillazione il
pendolo, si farà ruotare molto lentamente: si osserverà che per un osservatore esterno il piano di
oscillazione rimane invariato, mentre per un oservatore solidale con il sistema rotante il piano di
oscillazione ruoterà.
Carlo M. Fabbri 2004