ФУКО МАЯТНИК

ФУКО МАЯТНИК маятник, используемый
для демонстраций, подтверждающих факт суточного вращения Земли. Ф. м. представляет
собой массивный груз, подвешенный на проволоке или нити, верхний конец
к-рой укреплён (напр., с помощью карданного шарнира) так, что позволяет
маятнику качаться в любой вертикальной плоскости. Если Ф. м. отклонить
от вертикали и отпустить без начальной скорости, то, поскольку действующие
на груз маятника силы тяжести и натяжения нити лежат всё время в плоскости
качаний маятника и не могут вызвать её вращения, эта плоскость будет сохранять
неизменное положение по отношению к звёздам (к инерциальной системе
отсчёта, связанной со звёздами). Наблюдатель же, находящийся на Земле
и вращающийся вместе с нею, будет видеть, что плоскость качаний Ф. м. медленно
поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную
направлению вращения Земли. Этим и подтверждается факт суточного вращения
Земли.

На Сев. или Юж. полюсе плоскость качаний
Ф. м. совершит поворот на 360° за звёздные сутки (на 15° за звёздный час).
В пункте земной поверхности, гео-графич. широта к-poro равна <р, плоскость
горизонта вращается вокруг вертикали с угловой скоростью со sin ф, где
со - угловая скорость Земли. Поэтому видимая угловая скорость вращения
плоскости качаний Ф. м. на широте ф, выраженная в градусах за звёздный
час, имеет значение ючем меньше ф, и на экваторе обращается в нуль (плоскость не вращается).
В Юж. полушарии вращение плоскости качаний будет наблюдаться в сторону,
противоположную наблюдаемой в Сев. полушарии.

Теоретически движение Ф. м. изучают, вводя
для учёта суточного вращения Земли Кориолиса силу. Более точные
расчёты показывают при этом, что нить маятника движется не в одной плоскости,
а описывает конич. поверхность, и когда запуск маятника производится из
точки макс, отклонения, он всегда минует положение равновесия, проходя
правее от него (в Сев. полушарии). Для содаёт значение

где а - амплитуда колебаний груза
маятника, I - длина нити. Добавочный член, уменьшающий угловую скорость,
тем меньше, чем больше 2. Поэтому для демонстраций опыта целесообразно
применять Ф. м. с возможно большей длиной нити (в неск. десятков м).
Первый
такой маятник, сооружённый Ж. Б. Л. Фуко в Пантеоне в Париже в 1851,
имел дл. 67 м', дл. Ф. м. в Исаакиевском соборе в Ленинграде 98
м.

Лит.: БухгольцН. Н., Основной курс
теоретической механики, ч. 1, М., 1972, гл. 4, § 39; В е р и н А., Опыт
Фуко, Л. - М., 1934.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я