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Effettuata per la prima volta nel 1851, l’esperienza del pendolo di
Foucault è la prova più evidente della rotazione della Terra attorno al
suo asse.
L’esperienza si basa sulla proprietà del pendolo di conservare il
proprio piano di oscillazione quando è soggetto alla sola forza di
gravità (eliminate perciò le forze di attrito ed altre forze esterne).
Jean Bernard Foucault (1819 – 1868) attaccò un pendolo lungo 67 metri
alla cima del Pantheon di Parigi. La sfera di bronzo pesava 28 kg.
Poiché una volta messo in oscillazione, un corpo oscilla sempre nello
stesso piano, in altre parole il piano di oscillazione di un pendolo
rimane invariato nello spazio, se la Terra fosse ferma l’asticella
avrebbe dovuto tracciare sulla sabbia sempre la stessa riga. Invece,
dai segni lasciati sul terreno, risultò chiaro che era il suolo
a ruotare rispetto al piano in cui oscillava il pendolo. Le righe
descritte dall'asticella cambiavano lentamente direzione e dopo 24 ore
coincidevano nuovamente con l’oscillazione di partenza.
Scriveva Foucault all’indomani di questa sorprendente scoperta:
“Il fenomeno si sviluppa con calma: è fatale, irreversibile… Si sente,
vedendolo nascere e intensificarsi, che non è possibile per lo
sperimentatore affrontarne o ritardarne la manifestazione… Ogni uomo davanti ad un tale fatto…
per qualche istante rimane pensoso
e silenzioso e si ritira quindi recando in sé il senso pressante e
vivissimo del nostro incessante movimento nello spazio.” (Dimostrazione sperimentale del movimento di rotazione della Terra, Journal des Debats, 31 marzo 1851).
L’esperienza di Foucault fu ripetuta a S. Pietroburgo (Leningrado) nel
1931: in quell’occasione un pendolo di 93 metri e pesante 54 kg, fu
attaccato alla cima della cupola della cattedrale di Sant’Isacco.
L’ampiezza delle oscillazioni era di 5 metri e il suo periodo di
oscillazione era di 20 secondi. Ad ogni oscillazione la punta del
pendolo si spostava di 6 millimetri. In 1 o 2 minuti ci si poteva
convincere del fatto che la Terra ruota realmente attorno al proprio
asse polare.
Ad
ogni latitudine
della Terra,
tranne che
all'equatore,
si osserva che
il piano di
oscillazione
del pendolo
ruota lentamente.
Al Polo Nord
e al Polo Sud
la rotazione
avviene in un
giorno siderale:
il piano di
oscillazione
si mantiene
fermo mentre
la Terra ruota,
in accordo con
la prima legge
del moto di
Newton.
Alle
altre latitudini
il piano di
oscillazione
ruota con un
periodo R inversamente
proporzionale
al seno della
latitudine stessa
(indicata con
α);
a 45° la
rotazione avviene
ogni 1,4 giorni,
a 30° ogni
2 giorni e così
via:
La
rotazione avviene
in senso orario
nell'emisfero
boreale e in
senso antiorario
nell'emisfero
australe.
Nell'animazione
sottostante
la direzione
di rotazione antioraria evidenzia la collocazione nell'emisfero australe. La velocità di rotazione è,
ovviamente, fortemente
esagerata rispetto alla realtà:
(Fonte
principale:
Planetariodimodena.it)
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