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單擺

(V)

佛科擺


牛頓的地心引力學說,對地球的自轉運動提出了合理的解釋,

但是住在地球上的人們,怎樣也感覺不到地球有在轉啊∼

十九世紀的法國物理學家尚•佛科(Foucault,1819∼1868)

他在1851年利用擺,讓人們看到了地球的自轉,

他是怎麼辦到的?

 

科(Foucault,1819∼1868)是十九世紀法國著名的物理學家,1851年,他在巴黎設計了一個裝置,把一個質量 28公斤的鐵球,用一條 67公尺長的鋼絲懸掛在先賢祠的屋頂上,並使它可以在 360°的任意方向自由擺動,同時配有可以保持運動的裝置。像這樣的一個裝置,就叫做「佛科擺(Foucault  pendulum)」。

佛科擺

佛科擺是一種簡單的單擺,它是為了紀念法國物理學家尚•佛科而命名的,將重物掛在一條很長的細線上,讓它開始擺動,過一段時間會發現單擺擺動的方向變了,這是因為單擺是離開地面在擺動的,並不受地球的影響,而地球不停的在自轉 因此過了一段時間 單擺擺動的解度就會偏移。

第七章∼地球的自轉:令人肅然起敬的佛科擺


為什麼佛科擺可以證實地球在自轉?


由於地球自轉運動的關係,當佛科擺擺動時,

先想最簡單的情況,在北極,也就是北緯 90°的地方,掛一個擺。

地球在它下面旋轉,如此一來,兩者之間產生了相對運動,所以,擺的擺動平面會產生旋轉的現象。擺24小時,由上空往下看,地球逆時針旋轉一圈;而從地球往上看,傅科擺的擺動平面,順時針旋轉一圈。

如果是其他緯度呢?

在北半球,佛科擺的擺動平面總是順時針方向轉動,其速率越接近赤道越小,在赤道上為零,也就是不轉動。如果在南半球呢?

佛科擺擺動平面的轉動速率,決定於緯度。

某地的轉動速率,等於地球的自轉速率(360° ÷ 24=15°/hr) × 該地緯度的正弦函數值。

 

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最近更新時間: 01/11/2011 10:19 AM