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Péndulo de Foucault: historia, principio de funcionamiento y aplicaciones

Péndulo de Foucault: historia, principio de funcionamiento y aplicaciones

Albert Einstein solía decir que una experiencia hermosa es más importante que veinte palabras para describirla. El péndulo de Foucault está considerado uno de los diez experimentos más bellos e importantes de la física. Un sencillo experimento demostró algo que se sabía desde hacía mucho tiempo, pero que nunca antes se había podido confirmar experimentalmente con claridad: que la Tierra gira sobre su eje.

Hoy en día, incluso los niños saben que nuestro planeta gira sobre su eje. Sin embargo, en la época de Galileo la rotacion de la tierra No era una teoría sino una hipótesis. Tuvieron que pasar casi tres siglos antes de que hubiera una confirmación clara de que la migración del sol de este a oeste era simplemente un movimiento aparente. Se proporcionaron pruebas León Foucault – Físico experimental francés.

El péndulo de Foucault No es más que un dispositivo que permite observar el fenómeno de la rotación de la Tierra alrededor de su eje. Consiste en un peso suspendido de una cuerda larga y junta cardánes decir, una estructura que permite la suspensión libre, haciendo que la estructura sea independiente del movimiento de rotación de nuestro planeta.

¿Cómo funciona esta herramienta? Desde el punto de vista de un observador en la Tierra, el péndulo en movimiento no mantiene un nivel de oscilación. Esto cambia con el tiempo. El efecto de desviación no aparece en un solo movimiento, pero si el instrumento se hace oscilar durante un período más largo, el resultado se multiplica y se vuelve notable. Si el péndulo está suspendido del polo, su nivel de vibración girará 360 grados durante el día. En otras latitudes, tardará más en completar la rotación.

Péndulo de Foucault / Imagen: UlyssePixel / Shutterstock.com

La primera ley de la dinámica de Newton establece que si no actúan fuerzas sobre un objeto o las fuerzas que actúan sobre él están equilibradas, entonces el objeto está en reposo o se mueve en un sistema inercial a una velocidad constante. Si suponemos que este cuerpo es el peso del péndulo y que las condiciones experimentales excluyen la acción de cualquier fuerza distinta de las interacciones de la cuerda y el peso del péndulo, ¿cómo puede ocurrir una desviación?

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Sólo puede haber una respuesta: no sucede. El dispositivo mantiene el nivel de vibración y no gira. El movimiento observado es claro. Si el observador de este fenómeno pudiera cambiar su marco de referencia para encontrarse fuera de la Tierra, notaría esto Es nuestro planeta el que gira, no el péndulo.. Cabe destacar que este efecto sólo se puede observar en latitudes distintas de cero. En el ecuador, el nivel de vibración permanece constante.

León Foucault no fue el primer científico que intentó demostrar experimentalmente la rotación de la Tierra. Anteriormente se realizaron experimentos para controlar el movimiento de objetos que caían desde grandes alturas. Sin embargo, las técnicas de medición de las que disponían los investigadores en aquel momento no permitieron obtener resultados claramente convincentes.

En 1839 Simon Denis Poisson, matemático y físico francés, demostró en su tesis que un proyectil disparado horizontalmente (en el hemisferio norte hacia el norte y en el hemisferio sur hacia el sur) sería desviado hacia el este. También notó que la rotación de la Tierra también debería afectar al péndulo.

¿Por qué nadie antes de Foucault pudo demostrar la rotación de nuestro planeta? Después de todo, el péndulo en sí no es un instrumento de medición muy complejo. Esto es cierto, pero hay que subrayar que las condiciones técnicas para un experimento de este tipo no tienen nada que ver con la simplicidad.

En primer lugar, las oscilaciones de corto alcance no producen efectos observables, pero el péndulo liberado se desacelera muy rápidamente. Por lo tanto, la longitud del brazo (cuerda) y el peso del peso debían determinarse adecuadamente. En segundo lugar, el péndulo no se puede fijar rígidamente, de lo contrario girará junto con la Tierra.

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León Foucault fue un constructor extremadamente hábil. Resolvió todos los problemas creados por este experimento. Al principio trabajó en el sótano de su casa en París. En sus primeros experimentos utilizó un péndulo de dos metros de largo y que pesaba unos cinco kilogramos. Luego de una exitosa observación, decidió hacer una presentación ante los invitados.

El 3 de febrero de 1851 colgó un péndulo de 11 metros en el Observatorio Astronómico de París. El exitoso experimento demostró claramente que la Tierra gira. Gracias al apoyo del presidente Luis Napoleón, el 31 de marzo pudo organizar una presentación pública en el Panteón de París. Esta vez utilizó un péndulo de 67 metros de largo y una masa de 28 kilogramos. El espectáculo se ha repetido varias veces, y cada vez el público acude al edificio del Barrio Latino, queriendo comprobar con sus propios ojos que nuestro planeta no se detiene.

¿Quién es exactamente Jean Bernard León Foucault? Nació el 18 de septiembre de 1819 en París. En su juventud asistió al prestigioso Stanislaus College. Allí descubrió su pasión por la tecnología, pero su educación posterior lo llevó por un camino completamente diferente: Foucault iba a ser médico.. Después de un año de estudiar en la facultad de medicina, descubrió que los dispositivos técnicos le interesaban más que la anatomía humana.

Se pueden mencionar sus contribuciones en el campo de la física experimental. Baste mencionar que, además de demostrar la rotación de la Tierra, Foucault fue uno de los primeros en hacerlo. Medidas de la velocidad de la luz en el aire y el agua.desarrolló una técnica para platear vidrio que refleja la luz hacia un telescopio y Examen del espectro del sol. En el rango de infrarrojos se detectaron corrientes parásitas eléctricas. Además, contribuyó a la mejora de varios dispositivos, entre ellos la bobina de inducción y la lámpara de arco.

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La rotación de la Tierra también se puede observar en Polonia. El más largo se sitúa a 46,5 m (masa del péndulo 25 kg). En Cracovia, en la Iglesia de St. Pedro y Pablo. Además, estas herramientas se pueden encontrar en 15 lugares de nuestro país. Los objetos involucrados son:

El péndulo de FoucaultPéndulo de Foucault en el Centro Científico Copérnico / Imagen: Mat. promocional

  • Centro de Ciencia y Tecnología EC1 en Lodz,
  • Centro de Modernización del Conocimiento de Molinos en Toruń,
  • Torre Radziejowski en Frombork
  • Campanario (Castillo de los Duques de Pomerania) en Szczecin,
  • Facultad de Matemáticas y Ciencias Naturales de la Universidad Jan Kochanowski de Kielce,
  • Patio de la Universidad Tecnológica de Gdańsk,
  • Centro de Nuevas Tecnologías de la Universidad Tecnológica de Silesia en Gliwice,
  • centro de congresos de lublin,
  • Centro de Ciencias Copérnico en Varsovia,
  • Facultad de Física, Astronomía e Informática Aplicada, Universidad Nicolás Copérnico de Toruń,
  • Facultad de Física, Universidad Adam Mickiewicz de Poznań,
  • Sexta escuela secundaria que lleva el nombre de Jan Kochanowski en Radom,
  • Planetario y observatorio astronómico. Arrigo Sternfeld en Lodz,
  • Planetario de Silesia en Chorzów,
  • Facultad de Física, Universidad de Białystok.