Синхронизация 3 маятников Фуко
Невероятный эксперимент, размещенный live….
Идея этого эксперимента пришла ко мне в 2002 году в моей студии, когда я увидел два маятника Фуко, свисающих с одного и того же бетонного потолка, и их вращения оставались абсолютно синхронными в течение целого месяца. Они делали это, возможно, в течение года, и я не замечал этого. Это не могло произойти случайно, так какой же закон заставляет их вращаться вместе?
Итак, был проведен тройной эксперимент по синхронизации вращений маленьких маятников Фуко, свободно качающихся у одной и той же стены, с целью выяснить, что произойдет между 5 вариантами, когда они будут изначально брошены в одном направлении:
1) Анархия: каждый идет своим путем, не обращая внимания на других.
Или
2) Любовь: они синхронизируют свои вращения и всегда колеблются в одной и той же параллельной плоскости.
Или
3) Диктатура: они начинают колебаться в одной плоскости, затем самый тяжелый из них убивает другого последовательными фазами и сдвигами фаз.
Или
4) Холодная война: они выбирают плоскость колебаний, наиболее противоположную другой (90° для двух маятников, 120° для трех маятников), и сохраняют ее неограниченно долго.
Или еще…
5) … Нам предстоит выяснить еще кое-что.
Эксперимент n°1, декабрь 2023 года
Этот эксперимент был не таким чистым, как хотелось бы, потому что в той же комнате одновременно колебался мини-Фуко, а три маятника были почти не отрегулированы. Почему бы не настроить их получше раньше? Просто потому, что для того, чтобы сделать это правильно, мне потребовался бы месяц на каждый маятник, а у меня нет трех месяцев, чтобы тратить их впустую. В общем, эксперимент проходил так.
Эксперимент проходил следующим образом: 15-секундное видео снималось автоматически каждый час в течение двух недель:
Тест 1: маятник 1 и маятник 3
Тест 2: маятник 1 и маятник 2
Тест 3: маятник 2 и маятник 3
Маятник 1 (слева) весит около 10 кг в течение одной секунды.
Маятник 2 (в центре) весит около 3 кг в течение 0,88 секунды.
Маятник 3 (справа) весит около 6 кг в течение одной секунды.
3 малины, 1 Mac, Siemens Logo в качестве дирижера оркестра. За кулисами: настоящий беспорядок…
В результате получилось что-то вроде «холодной войны»: плоскости их вращения удалялись друг от друга как можно дальше, прежде чем стабилизировались скорости вращения. Настало время для настоящего эксперимента: две камеры сделали снимки. Одна из них делала снимок в конце каждого оборота маятника № 3 и фиксировала время оборота на цифровых часах. Другая камера делала фото с длинной выдержкой каждый час, показывая направление колебаний каждого из маятников.
Эксперимент 2, с 31 декабря по 11 января.
3 января: запуск 3 маятников, все в одном направлении.
7 января: первые результаты… Маятник 2 отстает на 30°, а маятник 1 — на 55°. Эти различия остаются стабильными в течение 2 дней. Время вращения 3 маятников одинаково для всех.
8 января: изготовление «углового трираптора», показывающего различные углы колебаний 3 маятников в зависимости от их вращения. Это не совсем тот измерительный прибор, который можно найти в продаже, но он очень практичен!
Основано на следующем чертеже:
…и используется следующим образом. Простите, Apple, простите…
Выводы по 11 января 2024 года:
Да, эти 3 часа влияют друг на друга. Они синхронизируют свое вращение, немного смещаются и никогда не покидают своих мест. Взаимодействуют две крошечные, но постоянные силы (Кориолиса и несколько крошечных изгибов в стене), в то время как другие, гораздо более крупные силы, такие как многочисленные воздушные потоки в моей мастерской, не оказывают никакого влияния.
Время каждого полуоборота составило:
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
Мораль эксперимента: это не анархия, не любовь, не диктатура и не холодная война, а скорее история старой пары, которая так и не встретилась.
Смещение плоскости вращения через 10 дней: 61° для маятника № 1 и 13° для маятника № 2
Эксперимент 3: с 11 по 17 января, повторение эксперимента 2 для подтверждения.
11 января: запуск 3 маятников, все в одном направлении.
13 декабря: первые результаты… Маятник 2 отстает на 14°, а маятник 1 — на 27°. Мы движемся к тому же результату, что и в эксперименте 2.
15 декабря: маятник 2 отстает на 26°, а маятник 1 — на 59°.
Время каждого полуоборота составило
14.33/ 14.39 / 15.25 / 14.49 / 15.22 / 14.45 / 14.34 / 15.21 / 13.45
Эксперимент был завершен 27 января, а измерительное оборудование демонтировано, чтобы освободить место для будущего маятника Браве.
