Sincronización de 3 péndulos de Foucault
Experimento improbable publicado en directo….
La idea de este experimento se me ocurrió en 2002 en mi estudio, cuando vi dos péndulos de Foucault colgados del mismo techo de hormigón, cuyas rotaciones permanecieron perfectamente sincronizadas durante todo un mes. Llevaban así quizás un año sin que yo me diera cuenta. Esto no podía haber ocurrido por casualidad, así que ¿cuál era la ley que los hacía girar juntos?
He aquí un triple experimento para sincronizar las rotaciones de pequeños péndulos de Foucault que se balancean libremente contra la misma pared, con el objetivo de descubrir qué ocurre entre las 5 opciones disponibles cuando se lanzan inicialmente en la misma dirección:
1) Anarquía: cada uno sigue su camino, ignorando al otro.
O
2) Amor: sincronizan sus rotaciones y oscilan siempre en el mismo plano paralelo.
O
3) Dictadura: empiezan a oscilar en el mismo plano, luego el más pesado mata al otro por fases y desfases sucesivos.
O
4) Guerra fría: eligen el plano de oscilación más opuesto al otro (90° para 2 péndulos, 120° para 3 péndulos) y lo mantienen indefinidamente.
O bien…
5) … Hay algo más que tendremos que averiguar.
Experimento n°1, diciembre de 2023
Este experimento no fue tan puro como me hubiera gustado porque también estaba el miniFoucault oscilando al mismo tiempo en la misma habitación y los tres péndulos probados apenas estaban ajustados. ¿Por qué no ajustarlos mejor antes? Sencillamente porque me hubiera llevado un mes por péndulo hacerlo bien y no tengo tres meses que perder. En fin, el experimento fue así.
El experimento fue así, con una captura de vídeo de 15 segundos tomada automáticamente cada hora durante quince días:
Prueba 1: péndulo 1 y péndulo 3
Prueba 2: péndulo 1 y péndulo 2
Prueba 3: péndulo 2 y péndulo 3
El péndulo 1 (izquierda) pesa unos 10 kg durante un segundo.
El péndulo 2 (centro) pesa unos 3 kilos durante un período de 0,88 segundos.
El péndulo 3 (derecha) pesa unos 6 kg durante un período de un segundo.
3 Raspberries, 1 Mac, un Logo Siemens como director de orquesta. Entre bastidores: un auténtico desastre…
El resultado fue un poco de guerra fría, con los planos de sus rotaciones alejándose cada uno lo más posible del otro antes de estabilizar sus velocidades de rotación. Así que llegó el momento de hacer un experimento real, con dos cámaras tomando fotos. Una de ellas tomó una foto al final de cada rotación del péndulo n°3 y registró el tiempo de revolución en el reloj digital. La otra tomó una foto de larga exposición cada hora, mostrando la dirección de oscilación de cada uno de los péndulos.
Experimento 2, del 31 de diciembre al 11 de enero.
3 de enero: lanzamiento de los 3 péndulos, todos en la misma dirección.
7 de enero: primeros resultados… El péndulo 2 se retrasa 30° y el péndulo 1 se retrasa 55°. Estas diferencias se han mantenido estables durante 2 días. El tiempo de rotación de los 3 péndulos es el mismo para todos.
8 de enero: realización de un «trirapporteur angular» para mostrar los diferentes ángulos de oscilación de los 3 péndulos en función de su rotación. No es exactamente el tipo de instrumento de medida que se encuentra en una tienda, ¡pero es muy práctico!
Basado en el siguiente dibujo:
…y utilizado de la siguiente manera. Lo siento Apple, lo siento tanto…
Conclusiones hasta el 11 de enero de 2024:
Sí, los 3 relojes se influyen mutuamente. Sincronizan sus rotaciones, se desplazan un poco y nunca abandonan sus respectivos lugares. Dos fuerzas minúsculas pero constantes (Coriolis y unas pequeñas curvas en una pared) interactúan, mientras que otras fuerzas mucho mayores, como las múltiples corrientes de aire de mi taller, no tienen ningún efecto.
Los tiempos para cada media rotación fueron:
14.17 / 14.59 / 14.54 / 14.31 / 14.53 / 14.09 / 15.35 / 14.35 / 14.19 / 15.57 / 15.01 / 16.09 / 14.54
Moraleja del experimento: no se trata de anarquía, amor, dictadura o Guerra Fría, sino de la historia de una pareja de ancianos que nunca se encuentran.
Desplazamiento del plano de rotación al cabo de 10 días: 61° para el péndulo n°1 y 13° para el péndulo n°2
Experimento 3: del 11 al 17 de enero, repetición del experimento 2 para confirmación.
11 de enero: lanzamiento de los 3 péndulos, todos en la misma dirección.
13 de diciembre: primeros resultados… El péndulo 2 se retrasa 14° y el péndulo 1 se retrasa 27°. Nos acercamos al mismo resultado que el experimento 2.
15 de diciembre: el péndulo 2 se retrasa 26° y el péndulo 1 se retrasa 59°.
Los tiempos de cada media rotación fueron
14.33/ 14.39 / 15.25 / 14.49 / 15.22 / 14.45 / 14.34 / 15.21 / 13.45
El experimento finalizó el 27 de enero y el equipo de medición se desmontó para dar paso al próximo péndulo Bravais.
