Fukoovo klatno iz kuhinje

Tek poneka odrasla osoba u potpunosti razume šta je Fukoovo klatno, kako radi i zbog čega nam je korisno. A tek da zna kako da ga objasni radoznalom detetu! Detetu je teško da zamisli čak i da je Zemlja okrugla, a da ne pominjemo to što se okreće! Ali, u stvari, možete da objasnite princip rada Fukoovog klatna za pet minuta, koristeći nekoliko predmeta, koji mogu da se nađu u gotovo svakoj kuhinji.

Podsetimo se, Fukoovo klatno je eksperimentalna postavka koja omogućava da se vizuelizuje dvadesetčetvoročasovna rotacija Zemlje oko svoje ose. U originalnoj konstrukciji Leona Fukoa, postavka se sastoji od 67 m dugačke čelične žice o koju je okačena masivna olovna kugla od 28 kg. Vremenom se ravan oscilacije klatna menja, polako se okrećući u pravcu suprotnom od smera rotacije Zemlje. Geografski položaj (širina) na kojoj se eksperiment izvodi određuje brzinu promene ravni oscilacija.

Veoma je teško zamisliti ravan nepomičnu u odnosu na zvezde i prema tome rotirajuću u odnosu na Zemlju. Takođe, Zemlja je prevelika, njen prividni „nivo“ nam je previše „poznat“ i potpuno je nemoguće da na sebi osetite njenu rotaciju. I pored toga što Fukoovo klatno jasno demonstrira efekat Zemljine celodnevne rotacije, nije uvek lako razumeti i prihvatiti njegova „svedočenja“.

Zamislite situaciju: neko vam priđe i pita: „Čitao sam o nekom Fukoovom klatnu, koje dokazuje da se Zemlja vrti, i nisam ništa razumeo. Možeš li mi objasniti nešto jednostavnije?“ „Naravno“, odgovorite i napravite model klatna pravo iz kuhinje.

Pribor: tanjir, tri viljuške, čep od plute, ili bilo
koji drugi predmet sličnih parametara, koji se
iglom lako probija, dve igle za šivanje, kalem konca i so.

Limun i igle

Model možete napraviti od gotovo svega, možete ga učiniti lepšim, većim, fotogeničnijim. Ovaj predlog se bazira na jednostavnim predmetima, koji se mogu naći u gotovo svakoj kuhinji za nekoliko minuta. Ne morate čak ni da idete u prodavnicu.

Dakle, tanjir, tri viljuške, dve igle, čep od plute, neka vrsta tereta (limun, krompir, mala jabuka), nit od konca, so. Tanjir igra ulogu Zemlje, a   sto na kome je tanjir je fiksni koordinatni sistem u kome se Zemlja rotira (drugim rečima, zvezde). Iz svega ovoga lako je izraditi konstrukciju prikazanu na prvoj fotografiji.

Što je nit duža, klatno će duže da osciluje sa
dovoljno uočljivom amplitudom, tako da je
zanimljivo da se posmatra eksperiment sa strane.

Najteže je odabrati dužinu niti tako da vrh igle gotovo dodiruje površinu tanjira. Veoma je važno da se obezbedi centriranost, odnosno da se osigura da vrh igle izlazi iz same sredine ploda, koje se koristi kao opterećenje.

Ako ravnomerno rotirate tanjir (na primer,
stavljajući ga na disk koji se ravnomerno vrti),
vrh vašeg klatna će u soli da iscrta figuru
sličnu onoj opisanoj stvarnim Fukoovim klatnom.

Tada pokrećete sistem – najbolje je da  teret malo povučete u stranu i pustite ga. Klatno počinje da osciluje. Ako rotirate tanjir oko ose kroz centar mase, ispada da klatno sa njim ne rotira, već nastavlja da osciluje u konstantnoj ravni! So se u ovom slučaju koristi za snimanje ravni oscilovanja – prilikom okretanja tanjira menja se ravan oscilovanja, a vrh igle crta novu putanju.

Sada je dovoljno da se zamisli da je tanjir vrlo velik – sa prečnikom Zemlje. I obrće se, kao što je Galileo govorio, prema legendi, baš kao što rotiramo tanjir rukom. I Fukoovo klatno, viseći s kupole moskovskog planetarijuma ili Pariskog panteona, crta „zapetljanu“ figuru, neprestano menjajući ravan oscilovanja u odnosu na Zemlju. Tačnije, to Zemlja menja svoj položaj u odnosu na klatno. Kao tanjir.

Objavio: Тим Скоренко

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