Маятники Фуко (28) и Браве (8)

Уникальный маятник, объединяющий два разных эксперимента, проведенных в 1851 году, каждый из которых по-своему демонстрировал вращение Земли.

Самый известный из них — маятник Фуко, плоскость колебаний которого меняется из-за вращения Земли под ним.

Второй — конический маятникОгюста Браве, который настолько незаметен, что трудно найти его отголоски, и который, кажется, никто с тех пор не воспроизводил. Он показал, что скорость вращения маятника не может быть одинаковой, если он вращается по часовой или против часовой стрелки, поскольку под ним вращается Земля. Мои первые попытки воскресить этот забытый эксперимент относятся к 2004 году. Путем проб и ошибок я пришел к идее объединить эти два отдельных эксперимента в один объект.

Маятник:

Это бронзовый блок весом 4 килограмма, подвешенный к кардану на инварной проволоке. Под ним находится небольшой магнит, который отталкивается электромагнитными импульсами. Простой переключатель позволяет выбирать между экспериментами Фуко и Браве. Включите переключатель, и маятник начнет колебаться. При опущенном переключателе он вращается.

Маятник Фуко	Маятник Браве
Приводится в движение электромагнитом, расположенным на оси.	Приводится в движение 9 электромагнитами, расположенными по кругу.
Колеблется	Вращается
Плоскость его колебаний вращается, потому что под ним вращается Земля.	Время, необходимое для совершения оборота, зависит от направления вращения, так как Земля вращается под ним.
Период вращения зависит от широты: 24 часа на Северном полюсе, 33 часа 13 минут в моей мастерской, 48 часов в Каире, бесконечность на экваторе.	Разница между временем вращения по часовой и против часовой стрелки зависит от широты: 0.000287 секунд на Северном полюсе, 0.000220 секунд в моей мастерской, 0.000143 секунды в Каире, 0 секунд на экваторе.
Наблюдатель на Земле видит, как вращается маятник. Наблюдатель за пределами Солнечной системы видит, что маятник колеблется, не вращаясь, а Земля вращается под ним.	Наблюдатель на Земле видит, что маятник вращается в одну сторону медленнее, чем в другую. Наблюдатель за пределами Солнечной системы видит, что скорость вращения одинакова в обоих направлениях.

Де Фуко:

Маятник приводится в движение осевым электромагнитом. Если отпустить маятник в сторону центра, электромагнит будет продолжать колебаться бесконечно долго.

По мере вращения Земли под ним наблюдатель будет постепенно видеть, как плоскость его колебаний поворачивается по часовой стрелке, если он находится в северном полушарии. Скорость его вращения зависит от широты, на которой он находится: на полюсах он вращается за 24 часа, а ниже экватора — вообще не вращается.

Де Браве:

Маятник приводится в движение девятью электромагнитами, расположенными по кругу. Если маятник бросить в форме круга, эти электромагниты будут поддерживать его вращение бесконечно долго: это конический маятник.

Если Земля вращается под ним, то наблюдатель в северном полушарии увидит, что маятник вращается быстрее по часовой стрелке и медленнее против часовой стрелки. Естественная скорость его вращения наблюдается только ниже экватора, и она все больше и больше отличается, чем ближе к полюсу.

Таким образом, этот единственный маятник с помощью двух совершенно разных подходов показывает нам, что Земля вращается, что она круглая, а также сообщает нам широту, на которой она расположена.

Таймлапс двухнедельных вращений маятника Фуко, где видно, что его точность составила 1% за две недели работы, показанные на видео.

Тем, кто предпочитает технические подробности, стоит заглянуть сюда.