Google, dacci il nostro Doodle quotidiano. Detto, fatto!

Oggi, 18 Settembre 2013, si celebra il 194° anniversario dalla nascita del fisico francese Léon Foucault, e Google ha dedicato la sua home a questa ricorrenza, con un’animazione rappresentativa del “Pendolo di Foucault”.

Ma di cosa si tratta?

Non ho la pretesa di spacciarmi per fisico, pertanto mi limiterò a fare copia-incolla di questa interessante spiegazione, trovata sul blog “tuttidentro” (scritta da Sabrina).

Buona lettura!

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Link: http://tuttidentro.wordpress.com/2009/04/17/il-pendolo-di-foucault/

Il pendolo di Foucault è composto da una sfera di ottone e piombo di 28 chilogrammi sospesa mediante un filo di acciaio lungo 67 metri alla volta del Panthéon. Facendolo oscillare, Foucault si accorse di un effetto che lo portò a concludere che la Terra ruotava senza ricorrere ad osservazioni astronomiche. Vediamo perché.

Come sappiamo, il pendolo oscilla. Foucault si accorse che il piano di oscillazione del pendolo, che si può immaginare come un triangolo o come uno spicchio di un’arancia, ruotava di 360° in circa 32 ore. Questo effetto gli fece capire che la Terra ruotava.

“Siete invitati a venire veder girare la Terra!” è lo slogan con cui il Panthéon di Parigi attira oggi i suoi visitatori. Le stesse parole furono usate da Foucault nel febbraio 1851 in occasione della prima presentazione del suo esperimento nella Sala del Meridiano dell’Osservatorio di Parigi. L’esperimento fu ripetuto per il pubblico nel Panthéon nel marzo dello stesso anno con grande successo.

Per capire meglio il fenomeno, guardiamo l’immagine qui sotto. SL è il filo a cui è appesa la sfera che è rappresentata con un punto bianco.

Una volta fatto allontanare il pendolo dalla sua posizione iniziale (posizione L in figura) e lasciato andare, il pendolo parte descrivendo l’arco di circonferenza LL’. Il pendolo passa per la posizione V che è il punto perpendicolare al punto di sospensione S.

Dobbiamo fare attenzione al piano di oscillazione, che è il piano individuato dal punto S e dalla traiettoria LL’ descritta dal pendolo, cioè quello che in figura è stato rappresentato dal rettangolo i cui lati passano per i punti S, L, V, L’. In poco più di 16 secondi il pendolo del Panthéon compie un’oscillazione completa, arriva cioè in L’ e ritorna nel punto di partenza L. In realtà, il pendolo non torna esattamente nella posizione iniziale ma risulta spostato lateralmente di qualche millimetro. L’effetto non è molto appariscente. Però, oscillazione dopo oscillazione, questi piccoli spostamenti quasi invisibili si accumulano e dopo un’ora puoi osservare una rotazione del piano di oscillazione di un angolo Phi, come è stato disegnato nell’immagine a destra. Nel Panthéon angolo Phi è circa 11°, e in meno di 32 ore il piano di oscillazione compie un giro completo di 360°. Si dice che il pendolo ruota, ossia che il piano di oscillazione ruota in senso orario nel nostro emisfero. Se l’esperimento fosse fatto nell’emisfero sud, il piano ruoterebbe in senso antiorario.

Il tempo necessario per compiere un giro non dipende dalle caratteristiche del pendolo: Foucault aveva già fatto altri esperimenti con pendoli di 2 metri di lunghezza nella sua cantina-laboratorio e poi con uno di 11 metri nell’esperimento della Sala del Meridiano, di cui ho accennato sopra. Ciò che è importante è la latitudine del luogo in cui l’esperimento viene fatto. Cioè, se siamo al Polo Nord, dove la latitudine è zero, allora il pendolo impiega 24 ore per compiere una rotazione completa perché il piano di oscillazione del pendolo si sposta di 15° ogni ora. Ma mano che ci si sposta verso l’equatore, la rotazione del piano di oscillazione diminuisce fino a diventare nulla all’equatore, dove la latitudine è 90°.
Stessa cosa succede nell’emisfero australe, man mano che ci si sposta dal Polo Sud verso l’equatore. Qui, come già accennato poco fa, la rotazione del piano di oscillazione del pendolo va in senso antiorario.

Il moto del piano di oscillazione del pendolo è la prova che la Terra sta ruotando. Se la Terra fosse ferma, il piano rimarrebbe sempre fermo, nel senso che noi non lo vedremmo ruotare.

Riporto qualche esempio. Al Polo Nord osserviamo una rotazione completa del pendolo (cioè del suo piano di oscillazione) in 24 ore. Ci vogliono, invece, 27 ore a Oslo in Norvegia; 47 ore a Il Cairo in Egitto, 100 ore a Bangkok in Thailandia, 310 ore a Bogotà in Colombia, e più di 7000 ore a Quito in Ecuador.

Sabrina

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Su questo Blog altre informazioni sul pendolo di Foucault si trovano alle pagine:

• http://tuttidentro.wordpress.com/2009/08/02/descrizione-del-pendolo-di-foucault-i-parte/
• http://tuttidentro.wordpress.com/2009/08/03/descrizione-del-pendolo-di-foucault-ii-parte/
• http://tuttidentro.wordpress.com/2009/08/04/il-pendolo-di-foucault-in-meccanica-classica-iii-parte/
• http://tuttidentro.wordpress.com/2009/08/05/il-pendolo-di-foucault-in-meccanica-classica-iv-parte/
• http://tuttidentro.wordpress.com/2009/08/06/le-forze-che-agiscono-sul-pendolo-di-foucault-v-parte/