Фукоово клатно из кухиње

Тек понека одрасла особа у потпуности разуме шта је Фукоово клатно, како ради и због чега нам је корисно. А тек да зна како да га објасни радозналом детету! Детету је тешко да замисли чак и да је Земља округла, а да не помињемо то што се окреће! Али, у ствари, можете да објасните принцип рада Фукоовог клатна за пет минута, користећи неколико предмета, који могу да се нађу у готово свакој кухињи.

Подсетимо се, Фукоово клатно је експерименталнa поставка која омогућава да се визуелизује двадесетчетворочасовна ротација Земље око своје осе. У оригиналној конструкцији Леона Фукоа, поставка се састоји од 67 m дугачке челичне жице о коју је окачена масивна оловна кугла од 28 kg. Временом се раван осцилације клатна мења, полако се окрећући у правцу супротном oд смера ротације Земље. Географски положај (ширина) на којој се експеримент изводи одређује брзину промене равни осцилација.

Веома је тешко замислити раван непомичну у односу на звезде и према томе ротирајућу у односу на Земљу. Такође, Земља је превелика, њен привидни „ниво“ нам је превише „познат“ и потпуно је немогуће да на себи осетите њену ротацију. И поред тога што Фукоово клатно јасно демонстрира ефекат Земљине целодневне ротације, није увек лако разумети и прихватити његова „сведочења“.

Замислите ситуацију: неко вам приђе и пита: „Читао сам о неком Фукоовом клатну, које доказује да се Земља врти, и нисам ништа разумео. Можеш ли ми објаснити нешто једноставније?“ „Наравно“, одговорите и направите модел клатна право из кухиње.

Прибор: тањир, три виљушке, чеп од плуте, или било
који други предмет сличних параметара, који се
иглом лако пробија, две игле за шивање, калем конца и со.

Лимун и игле

Модел можете направити од готово свега, можете га учинити лепшим, већим, фотогеничнијим. Овај предлог се базира на једноставним предметима, који се могу наћи у готово свакој кухињи за неколико минута. Не морате чак ни да идете у продавницу.

Дакле, тањир, три виљушке, две игле, чеп од плуте, нека врста терета (лимун, кромпир, мала јабука), нит од конца, со. Тањир игра улогу Земље, а   сто на коме је тањир је фиксни координатни систем у коме се Земља ротира (другим речима, звезде). Из свега овога лако је израдити конструкцију приказану на првој фотографији.

Што је нит дужа, клатно ће дуже да осцилује са
довољно уочљивом амплитудом, тако да је
занимљиво да се посматра експеримент са стране.

Најтеже је одабрати дужину нити тако да врх игле готово додирује површину тањира. Веома је важно да се обезбеди центрираност, односно да се осигура да врх игле излази из саме средине плода, које се користи као оптерећење.

Ако равномерно ротирате тањир (на пример, стављајући га на диск који се равномерно врти),
врх вашег клатна ће у соли да исцрта фигуру
сличну оној описаној стварним Фукоовим клатном.

Тада покрећете систем – најбоље је да  терет мало повучете у страну и пустите га. Клатно почиње да осцилује. Ако ротирате тањир око осе кроз центар масе, испада да клатно са њим не ротира, већ наставља да осцилује у константној равни! Со се у овом случају користи за снимање равни осциловања – приликом окретања тањира мења се раван осциловања, а врх игле црта нову путању.

Сада је довољно да се замисли да је тањир врло велик – са пречником Земље. И обрће се, као што је Галилео говорио, према легенди, баш као што ротирамо тањир руком. И Фукоово клатно, висећи с куполе московског планетаријума или Париског пантеона, црта „запетљану“ фигуру, непрестано мењајући раван осциловања у односу на Земљу. Тачније, то Земља мења свој положај у односу на клатно. Као тањир.

Објавио: Тим Скоренко

Извор: „Популярная механика“ (№3, Март 2015).