MicroFoucault n° 26: Ensayo y error y datos técnicos. (Parte 2)
3 de septiembre de 2024: Se ha ralentizado un poco, pero sigue siendo un 20% demasiado rápido en la última revolución. (tercer día)
4 de septiembre: el experimento se ha vuelto extremadamente estable durante 4 días y ya no me proporciona ninguna información nueva.
Así que es hora de modificarlo con nuevos parámetros…
Ensayo 12
Los huecos en el eje Y son los lugares donde el péndulo gira más rápido. Si consigo rellenarlos, el tiempo total de rotación será más lento y el péndulo más preciso. ¿De dónde provienen y cómo puedo eliminarlas?
Un posible culpable podría ser un péndulo descentrado.
Otra podría ser una pequeña oscilación del armazón en el eje Y. (El eje X, en cambio, se mantiene firme entre las dos paredes)
Otra podría deberse a las vibraciones armónicas inducidas por el anillo de Charron. ¿Cómo podemos saberlo?
Por ejemplo: ¿qué ocurre si coloco suavemente un perdigón de rifle de un gramo (5,5 mm, calibre .22) en el eje Y de la balanza?
Esto se hizo a las 7.25 horas.
El efecto de colocar el perdigón a las 7.25 h puede verse muy claramente en los datos temporales:
Pero podemos ver que el péndulo reanudó su curso normal una hora y media más tarde, exactamente como si no hubiera pasado nada.
5 de septiembre: aquí puede verse el experimento del día anterior:
Se puede ver que no influyó en la velocidad de revolución del péndulo, que siguió girando en 26 horas en lugar de 33. Un semifracaso, pues. Quitar el plomo.
Prueba 13
9:37: Otro experimento «en caliente»: colocar un refuerzo externo en el eje Y, un gran bloque de mármol situado en la parte trasera del péndulo. Los gráficos deberían mostrar en 4 horas si las caídas se deben a la torsión de la estructura en este eje. Aquí está la esperanza.
11am, 12pm, 1pm, 2pm, 3pm… fracaso. Cuisantissime fracaso. El péndulo se ha detenido, e incluso se mueve un poco hacia atrás. Ya no lo entiendo.
16h: El susceptible ha decidido retroceder, y en la buena dirección…
20 horas: Todo va bien…
6 de septiembre: 8 horas: el péndulo ha hecho su media revolución durante la noche.
Observación: la colocación del refuerzo exterior no tiene ningún efecto sobre la velocidad de revolución del péndulo. Caramba, fallé otra vez.
Otra observación: el péndulo gira siempre a la velocidad correcta EXCEPTO CUANDO ESTÁ EN EL EJE Y: entonces gira 40° en una hora, lo que es cuatro veces demasiado.
Si consigo eliminar el agujero en el eje Y, tendré un péndulo de Foucault muy preciso.
Prueba 14
8.30 h: Coloco dos pequeños frascos de mercurio en el mandril del péndulo con la esperanza de que el mercurio amortigüe las oscilaciones armónicas parásitas. Se puede soñar…
8h40… Fracaso total después de sólo diez minutos
9h18: Uno de los frascos de mercurio se coloca un poco más abajo, directamente sobre el volante.
16h30: Fracaso. El péndulo no gira. Se retira la ampolla de mercurio.
19 h: El péndulo gira. El hilo de suspensión gira 15′ en el sentido de las agujas del reloj.
7 de septiembre de 2021: La inclinación también se ha desplazado 15′ en el sentido de las agujas del reloj. El problema simplemente estaba ahí: el alambre era la causa.
Prueba 15
7 de septiembre de 2021: He fabricado un sistema de centrado para el electroimán, un patrón de prueba graduado en grados y un patrón de prueba de revolución calibrado para mi latitud y graduado en horas. Ensamblando el sistema, centrando el anillo Charron y el electroimán. Muy bonito.
Lanzado a las 6 de la tarde y funcionando perfectamente. Estoy muy contento con mi flamante indicador de rotación:
8 de septiembre: Hizo su media revolución en 14 horas, todavía un 20% demasiado rápido. La curva de tiempo es muy limpia y completamente diferente a la de la semana pasada. La velocidad de revolución es el doble entre -10° y 90°, donde la curva está en su punto más bajo y la amplitud en su punto más alto. Así que tengo que suavizar toda la parte de la curva que está por debajo de 0,381129 segundos. Entender y resolver este problema será el programa de las próximas semanas.
Aquí puedes ver que podríamos estar satisfechos con la precisión de este péndulo si tomamos la duración de una revolución completa, pero no si lo miramos hora a hora. Porque los lugares en los que el péndulo avanza se equilibran con aquellos en los que retrocede, y la media de ambos nos da la ilusión de que las cosas no van tan mal.
Distingo tres grados de calidad en un péndulo de Foucault:
grado 1: gira en la dirección correcta, pero nada más. Las velocidades de revolución son exóticas, pero se le puede seguir llamando péndulo de Foucault mientras lo dirija Coriolis.
2º grado: gira en la dirección correcta, y cada período total de revolución está dentro del 10% (más lento o más rápido) de lo que debería ser. Es un buen péndulo de Foucault.
3er grado: gira en la dirección correcta, y cada hora está dentro del 10% (más lenta o más rápida) de lo que debería ser. Es un excelente péndulo de Foucault.
8 de septiembre: Fabricación de dos amortiguadores, uno con tres gotas de mercurio de 100 microlitros colocadas en una estrella y otro con tres gotas de 50 microlitros. Están destinados a amortiguar las oscilaciones armónicas inducidas por el anillo de Charron.
Medianoche: el amortiguador de 50 microlitros se instala en el volante.
9 de septiembre, 8.30 h: no hay diferencias perceptibles, ni con el amortiguador ni sin él. Se coloca el segundo amortiguador de mercurio (100 microlitros) encima del otro.
10h50: Fallo total, el péndulo no gira en absoluto. Vuelta a empezar y retirada de la compuerta superior (100 microlitros) para dejar sólo la primera.
10 de septiembre: Exactamente igual que ayer. Ninguna diferencia perceptible, con o sin amortiguador.
7h50: Retirada del amortiguador de mercurio de 50 microlitros. Colocación de un anillo Charron de corriente parásita de cobre de 16 mm. Sin éxito: amplitud demasiado pequeña.
8.30 h: Instalación de un anillo Charron de corrientes de Foucault de cobre de 26 mm. Otro fracaso. Una buena amplitud, pero … no más revolución.
15 h: Instalación de un anillo de aluminio Charron de corrientes de Foucault de 40 mm.
20h: Otro fracaso estrepitoso.
21h: Retirada del anillo Charron inferior, inútil de todos modos.
11 de septiembre: 6.45 h, rotación de la suspensión 45° en el sentido contrario a las agujas del reloj para desplazar la zona de error a 00 grados sur.
16.00 h: ¡El chico lo está haciendo muy bien! De repente ha decidido darnos una magnífica curva el doble de plana con una velocidad de revolución mucho más constante. No entiendo nada, pero funciona: ¡ya no entiendo nada!
Esta página vuelve a ser demasiado larga: el resto está aquí
