Маятник фуко принцип действия. Ось вращения Земли менялась

МАЯТНИК ФУКО, устройство, наглядно демонстрирующее вращение Земли. Его изобретение приписывают Ж.Фуко (1819–1868). Вначале опыт был выполнен в узком кругу, но так заинтересовал Л.Бонапарта (позднее ставшего Наполеоном III , французским императором), что он предложил Фуко повторить его публично в грандиозном масштабе под куполом Пантеона в Париже . Эту публичную демонстрацию, устроенную в 1851, и принято называть опытом Фуко.

Маятник такой длины совершает одно полное колебание за 16,4 с, и вскоре стало видно, что плоскость качания маятника поворачивается по часовой стрелке относительно пола. При каждом следующем качании металлическое острие сметало песок примерно в 3 мм от предыдущего места. За час плоскость качания повернулась более чем на 11°, а примерно за 32 ч совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение. Эта впечатляющая демонстрация приводила зрителей прямо-таки в истерику; им казалось, что они чувствуют вращение Земли под ногами.

Чтобы выяснить, почему маятник ведет себя таким образом, рассмотрим песочное кольцо. Северная точка кольца находится в 3 м от центра, и, учитывая, что Пантеон находится на 48°51ў северной широты, эта часть кольца на 2,3 м ближе к земной оси, чем центр. Поэтому при повороте Земли на 360° в течение 24 ч северный край кольца будет двигаться по кругу меньшего радиуса, чем центр, и за сутки пройдет на 14,42 м меньше. Следовательно, разность скоростей этих точек равна 1 см/мин. Точно так же южный край кольца движется на 14,42 м в сутки, или на 1 см/мин, быстрее, чем центр кольца. Благодаря этой разности скоростей линия, соединяющая северную и южную точки кольца, всегда остается направленной с севера на юг.

На земном экваторе северный и южный концы столь небольшого пространства находились бы на одном расстоянии от земной оси и, следовательно, двигались с одинаковой скоростью. Поэтому поверхность Земли не вращалась бы вокруг вертикального столба, стоящего на экваторе, а маятник Фуко качался бы по одной и той же линии. Скорость вращения плоскости качания была бы равна нулю, а время полного оборота было бы бесконечно большим. Если бы маятник был установлен точно на одном из географических полюсов, то оказалось бы, что плоскость качания поворачивается точно на 15° каждый час и совершает полный оборот на 360° за 24 ч. (Поверхность Земли поворачивается на 360° в сутки вокруг земной оси.)

Давайте пройдемся по маятнику Фуко - единственному наглядному доказательству "правильного" вращения Земли.

Это обычный маятник, который мы многократно видели в настенных/напольных часах. Но только специальная подвеска позволяет ему крутиться. Конструкция этой подвески почему-то отсутствует в интернете. Вот только создатели маятника в Киеве пожаловались на сложность работы:над созданием маятника в течение года работал творческий коллектив из 10-ти человек (http://www.mpravda.com/?lang=ru&pubId=51956 - эта информация уже удалена).

У нас маятник в Исаакиевском соборе просуществовал с 1931 по 1986: шар был подвешен под куполом на тросе в 93 метра. Самый большой в мире!

Все маятники вращались в соответствии с кориолисовым смещением (не за сутки, а соответственно синусу широты местности - 32 часа в Париже). Но вот интересная цитата с сайта "Механика инерцоида " (желающие могут изучить расчеты):

...если исходить из ускорения Кориолиса, то скорость относительного вращения маятника в каждой точке траектории будет в два раза больше, чем следует из относительного расчёта, что не может быть в принципе. Сила Кориолиса в этом случае явно даёт неправильный результат.

И у меня есть объяснение этому в два раза быстрому вращению: вращение маятника символизирует поворот плоскости вращения маятника, но, когда Земля повернется на 180 градусов, эта плоскость будет совпадать со стартовой, лишь движение в ней будет в противоположную сторону (посмотрите на рисунок в начале текста и поверните наблюдателя на 180 градусов - снаряд летит в той же плоскости, но от него). Таким образом, плоскость вращения маятника за сутки (на полюсе) должна прокрутиться дважды. Так откуда тогда взялись те самые 32 часа в Париже? Конструкторы фейка подошли формально, использовав стандартную формулу.

Мы знаем, как работают маятниковые часы: они "заряжаются" гирей, без которой колебания быстро бы затухли из-за трения. Никакой гири в маятниках Фуко не присутствует. Что же их "подкручивает"?

Но главное: маятник вращается. Значит, маятник давит на подвеску, заставляя её вращаться. Ведь если подвеска заставляет вращаться маятник, то это уже жульничество. Как мы может понять, не зная конструкции?

А по всё тем же напольным часам! И там качается маятник, но на фиксированной подвеске - на оси. А значит, сила Кориолиса всегда должна воздействовать на правую сторону оси, ну, как на железнодорожный рельс. И стачивать ось с одной стороны. Что должно приводить к быстрой поломке этой оси. Вы когда-нибудь слышали о подобной поломке? Зато оригинальный маятник Фуко в Париже разбили в 2010 году, случайно задев кабелем (питание к вращающему мотору?)?!

Я долго думал, как же устроена подвеска, чтобы демонстрировать этот фейк, пока не увидел замечательный ролик:

Во-первых, начиная с 50-й секунды (четко на 55-ой) виден шнур. И он не натянут, а волной. Это оболочка, скрывающая шнур внутри, чтобы не было видно его вращения?

Во-вторых, весьма примечательный эффект: в 1.13 маятник идет от нас и задевает мишень, а в 1.17 он уже идет к нам и НЕ задевает мишень (в 1.19 задевает еще сильнее). Это как это? При каждом качании маятник слегка поворачивается (должен).

Т.е. если задел в одну сторону, то при обратном движении должен задеть еще сильнее.

Это может быть, лишь если он качается не в плоскости, как нам рассказывают, а по кривой. Причем, её подворачивают в момент максимального отклонения к камере.

Я бы сказал, что шарик крепления маятника, наклоняясь к нам, ударяется о кривую поверхность (что-то типа листа Мёбиуса). Тем самым шарик каждый раз ударяется не перпендикулярно, а под некоторым углом, меняя угол отражения. Отсюда и некоторая изогнутость траектории.

Собственно, гифка из Вики именно этот факт и демонстрирует.

Представляется, что тайна подвески маятника Фуко раскрыта.

Подстраницы (8):

Это первая статья на тему собственного вращения маятника Фуко. Думаю, что для большинства она окажется неожиданной и переворачивающей всё с ног на голову.

Считается, что так называемый маятник Фуко показывает и доказывает, что Земля вращается. Считается также, что сей маятник назван именем некоего француза – Фуко. Давайте вспомним эту псевдонаучную сказку.

Якобы существовал некий физик и астроном Жан Фуко, который впервые осуществил свой эксперимент в 2 часа ночи 8 января 1851 года в погребе своего дома на ул. Ассаса в Париже.

Затем, в том же году будущий французский император Наполеон III предложил этому самому Фуко повторить эксперимент публично, и сделать это под куполом Пантеона в Париже.

Во время эксперимента ученый взял груз весом 28 килограммов и подвесил его к вершине купола на проволоке длиной 67 метров. На конце груза он закрепил металлическое острие.

За час плоскость колебаний повернулась более чем на 11 градусов, а полный оборот совершила и вернулась в прежнее положение примерно за 32 часа. Все хором посчитали, что таким образом учёный, якобы, доказал, что если бы поверхность Земли не вращалась, маятник Фуко не показывал бы изменения плоскости колебаний.

И никого не удивило явное несовпадение времени полного оборота: Земля совершает оборот за 24 часа, а маятник – за 32 часа.

Эх… В этой исторической сказке нет ни грамма правды, только огромные ничего не весящие камни лжи.

Физики, ослеплённые наглядностью этого «опыта», даже не пытаются понять его суть. Давайте мы с вами разберём этот опыт.

Груз, подвешенный на длинном тросе к потолку храма, совершает колебательные движения, и постепенно каждое его крайнее положение смещается вправо относительно предыдущего. Считается, что это происходит в результате того, что Земля вращается.

Но это не так. (Для отличников специально поясню вот что. Если учесть все вращения Земли вокруг всех центров – Солнца, центра Галактики и т.д., – то движение Земли будет по эпициклоиде с множественным набором гармоник. При таком движении с Земли будет казаться, что неподвижные звёзды скачут как сбесившиеся кузнечики. А мы видим идеальное вращение вокруг одного полюса.)

Примерно пару лет тому назад, работая над созданием Единой теории поля www.organizmica.org/archive/1101/tetp.shtml , я обнаружил фатальную ошибку в записи первой производной. Не буду утруждать вас формулами, постараюсь объяснить «на пальцах».

По старинке, пользуясь ньютоновской физикой, мы вспоминаем, что тело, оставленное в состоянии покоя, продолжает своё движение прямолинейно и равномерно. Применительно к маятнику Фуко это означает, что при совершении своих колебаний от одной крайней точки к другой он движется по прямой линии.

Однако в этом и заключается ошибка. Ньютон был не прав. Его законы в наше время стали не верны. В состоянии покоя тело движется не по прямой, а по окружности. Ошибка в записи первой производной состоит в том, что ньютоновские физики упустили синус угла между векторами пути и времени.

А вот, например, Максвелл не забыл про этот синус, и его знаменитые уравнения Максвелла для электромагнитного поля уже описывают движение этого поля по круговым орбитам. Всё из-за того, что первая производная содержит две компоненты (а не как у Ньютона – одна) – это РОТОР и ДИВЕРГЕНЦИЯ.

Ротор – показатель вращения, то есть угловая скорость, а дивергенция – показатель истечения, то есть спиральности вращени я.

Здесь же для полноты картины вспомним и начала термодинамики, в которых тоже учтено вращательное движение – работа по замкнутому контуру равна нулю. Говоря простым языком, тело не тратит энергию только в одном случае – если оно совершает равномерное круговое вращение.

И это вращение имеет природную основу. Оно имеет два направления – по часовой и против часовой стрелке. В нашем регионе вращение идёт по часовой. В южном – против.

Так вот, когда маятник Фуко совершает колебательное движение, то линия этого колебания не прямая, она закручивается по часовой стрелке. В результате маятник смещается по часовой стрелке. Каждый раз маятник проворачивается по часовой стрелке. И это вращение никак не связано с «вращением» Земли, которая неподвижна.

Есть мнение, что существуют силы, или существа, которые знают истинное положение вещей. Я описал их в своей книге «Власть во власти Власти» (2017).

В эту сторону свидетельствует то, что имена так называемым первооткрывателям КТО-ТО даёт вовсе не по привычным «фамилиям», а строго от того явления, которое они якобы открыли.

В данном случае имя «изобретателя» Фуко взято от итальянского ит. fuso – «веретено», чётко подчёркивая особенность вращательной природы такого маятника. Но и «фамилия» Максвелла образована аналогичным образом. Макс_Велл – обозначает Великий Велес. Это имя того самого Змея, который вращается вокруг центра эклиптики, то есть тоже отчётливая аналогия с вращением, содержащимся в уравнениях Максвелла.

Эти имена тотально распространены в истории, что говори о её искусственности. Все они взяты из Главного мифа, о котором я не раз писал и говорил в своих выступлениях.

Например, фамилии и имена тех, кто достиг границ какого-либо Нового Мира, все основаны от обозначения птицы, слетавшей Туда – это Гагарин, Юрий – букв. Гагара, Гал, прозвище Наполеона – букв. Петух, Гальвани Луиджи, открыватель гальванизма – букв. Гусь-Лебедь, Гук – букв. Лебедь, Колумб – букв. Голубь, Кук – букв. Лебедь и т.д.

Или ещё: Магеллан – букв. Волшебный Змей, окружающий Землю, отсюда и его «кругосветка». Кортезий или Декарт – букв. Чёрт, то есть Бог, разграничивающий Землю. Отсюда и взялась Декартова система координат.

Такая закономерность имён «первооткрывателей» наводит на мысль, что эти имена являются названиями файлов и программ, которые реализуют соответствующее явление.

А это, в свою очередь, приводит нас к следующей мысли – Мир программируем; он не живой, а кибернетический.

В такой модели глупо выглядит анахронизм в виде сферической Земли, летящей в космосе по ньютоновской прямой.

Маятник Веретено-Фуко доказывает, что Земля покоится неподвижно, а вовсе не вращается, что в принципе невозможно – и из соображений математики, и из соображений физики гироскопа, и из соображений траекторий астрономических объектов.

(Гороскоп НЕ МОЖЕТ работать на поверхности ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ШАРА, это следует из формул теоретической механики применённых ПРАВИЛЬНО! RA - ред.)

Когда на Земле возник бум на всё космическое, то в храме Зевса в Санкт-Петербурге («Исаакиевский» собор) был запущен маятник Фуко.

По масонским традициям это было сделано ночью – с 11 на 12 апреля 1931 года. С этого же года историю принялись переписывать. В результате появились те самые «изобретатели» с говорящими именами.

В 1986 году исаакиевский маятник Фуко был снят и брошен в подвал – пришло время кибернетической модели Земли, никого уже не удастся обмануть вращающимся булыжником, подвязанным на верёвке.

Весьма интересно вчера провёл время. Поначалу просто развлекался чтением литературы по теории "плоской Земли". Затем задался детским вопросом: "А что будет со снарядом, если выстрелить вертикально вверх? Куда он упадёт?". В теории всё понятно. Принимаем за неоспоримый факт то, что выпущенная пуля из дула ружья (как и само ружьё) имеет начальное ускорение движения в сторону вращения Земли (с запада на восток). После достижения верхней точки полёта, пуля падает вниз, вращение Земли на неё уже не действует. Место падения пули будет находиться западнее стрелка. Чем ближе стрелок к экватору, тем дальше упадёт пуля от точки выстрела (без учёта сопротивления воздуха и силы ветра). Это в теории.

А что происходит на практике? На практике происходят научные чудеса.

Искать более достоверные источники не было времени. Каких-либо выводов из всего выше изложенного не делаю: пища для ума, не более того.

ПОСЛЕСЛОВИЕ. Потрясающая цитата: "Движение бомбы после отделения ее от самолета определяется системой шести дифференциальных уравнений: три уравнения определяют движение центра массы бомбы и три уравнения - колебания бомбы вокруг центра массы. Силы, действующие на бомбу в полете, полностью не изучены, и до настоящего времени задача одновременного интегрирования всех шести уравнений не решена... В дальнейшем рассмотрим только движение центра массы бомбы, причем примем: а) ЗЕМЛЯ НЕПОДВИЖНА и поверхность ее ПЛОСКАЯ..." (Соловьев М.П., Арбузов А.И. "Основы бомбометания" учебное пособие, Воениздат наркомата обороны СССР, 1940. Предисловие, стр. 3).

В памяти сразу же всплывает герб , о котором писал вчера, и маршруты межконтинентальных авиарейсов, заслуживающие отдельной публикации.

Ученые прилагали немалые усилия и потратили немало времени, чтобы наконец доказать это. Они бросали грузы из башни или в глубокие скважины и выстреливали пушечными ядрами вертикально в воздух, чтобы попытаться выявить малейшие отклонения в их траектории. Но все попытки зафиксировать вращения Земли были неудачными.

Пока в 1851 году Жан Фуко наконец не смог визуально доказать вращение Земли. Медик по образованию Фуко был еще и талантливым изобретателем. Он разработал простую экспериментальную установку, которую любой без проблем мог воспроизвести.

Но по непонятной причине в России маятник Фуко все равно стал заложником отношений церкви и государства. Его сняли в 86-ом году, когда храм вернули верующим. Сейчас бронзовый шар лежит в хранилище, в подвалах Собора. Помещен на вечное хранение, включен в блокадную экспозицию как часть городской истории.Причина, по которой маятник убрали, наполовину инженерная, наполовину богословская. В центр купола, где раньше крепился трос, возвращена фигура голубя, символизирующая Святой Дух. Привязывать маятник к ней и неэтично, и ненадежно, а другого подходящего места в здании нет. Да и вообще, астрономические приборы должны размещаться в специально приспособленных для этого зданиях, считают в музее. Хотя о маятнике вспоминают с ностальгией.

В ночь с 11 на 12 апреля 1931 года в Исаакиевском соборе в присутствии 7 тысяч зрителей впервые качнули маятник Фуко, наглядно иллюстрирующий вращение Земли. Как рассказывает НТВ-СПб, публика была в восторге: многие спорили, будет ли сбит поставленный на специальную подставку спичечный коробок или нет. Небесная механика не подводила: плоскость качания маятника зрительно поворачивалась, и коробок падал. Тогда это называли триумфом науки над религией. Однако зря.

«На самом деле, всё было наоборот, — говорит хранитель экспозиции Исаакиевского собора Сергей Окунев. — Первый опыт Фуко был выполнен с благословения папы Римского для того, чтобы доказать могущество Бога».

Маятник сохраняет плоскость своих колебаний, а Земля вращается, поэтому смещается стрелка. Классический опыт. Каким образом доказательство вращения Земли опровергает догмат существования Бога, до сих пор никто не объяснил. Но по непонятной причине в России маятник Фуко все равно стал заложником отношений церкви и государства. Его сняли в 86-ом году, когда храм вернули верующим. Сейчас бронзовый шар лежит в хранилище, в подвалах Собора. Помещен на вечное хранение, включен в блокадную экспозицию как часть городской истории.

Причина, по которой маятник убрали, наполовину инженерная, наполовину богословская. В центр купола, где раньше крепился трос, возвращена фигура голубя, символизирующая Святой Дух. Привязывать маятник к ней и неэтично, и ненадежно, а другого подходящего места в здании нет. Да и вообще, астрономические приборы должны размещаться в специально приспособленных для этого зданиях, считают в музее. Хотя о маятнике вспоминают с ностальгией.

Технические характеристики маятника Фуко в Исаакиевском соборе были такими: вес шара — 54 кг; длина проволоки подвеса — 98 м (встречаются цифры 93 и 97 м); период колебания — немногим менее 20 секунд; расстояние между соседними пересечениями маятника на внешней окружности центра собора за время 20 с — около 6 мм (при этом за один час Земля поворачивается на 13 градусов). Зто был самый
большой маятник Фуко, когда-либо применявшийся для демонстрации вращения Земли. — See more at: http://www.kontext-paper.ru/7272#sthash.WBUTZdLf.dpuf

В 1931 году в Исаакиевском соборе демонстрировали опыт с маятником Фуко

Советская власть боролась с опиумом для народа: научный опыт назначили на пасхальную ночь. Семь тысяч ленинградцев набилось в Исаакиевский собор, отданный тогда под антирелигиозный музей. «Красная газета» на следующий день писала: «Многочисленные посетители с громадным интересом слушали лекцию профессора Каменщикова, посвященную опыту Фуко. Лекция из „Исаакия“ передавалась по радио в ряд городов Советского Союза». Потом маятник Фуко еще долго висел в «Исаакии » и «вычерчивал в пустоте свои диагонали от края до края астигматической замкнутой линии», как написал в одноименном романе Умберто Эко.

Наблюдать за качаниями светильников в соборе, оказывается, любил не только Галилей. Эту страсть он передал и своему ученику Винченцо Вивиани. В 1660 г. в отличие от Галилея он обратил внимание на другую особенность колебаний маятника на длинной нити.

Оказывается, плоскость их качаний постоянно отклоняется, причем всегда в одну и ту же сторону - по часовой стрелке, если смотреть на маятник сверху вниз. А в 1664 г. ученый из города Падуи Джованни Полени связал это отклонение с вращением Земли - дескать, Земля вращается, а плоскость колебаний маятника как была, так и остается. Вот и наблюдается это стоящими на Земле людьми как отклонение плоскости качаний маятника.

Но оказывается, это свойство маятника было известно и вездесущим древним. Действительно, новое - это хорошо забытое старое. Вот что писал по этому поводу в своей «Естественной истории» римский ученый Плиний Старший, живший в I в. н. э.: «Есть возможность устроить компас без магнита. Для этого нужно взять маятник и заставить его качаться по определенному направлению. При поворотах корабля маятник будет сохранять в своих качаниях заданное ему направление» (рис . 94).

Надо сказать, кое-что в совете Плиния вызывает сомнение. Первое - не мог Плиний знать про компас, в Европе про него узнали гораздо позже, по крайней мере дали это название. Так что многое, приписываемое Плинию, вполне мог внести от себя переводчик его трудов с латыни в XVIII в. Второе - невозможно, чтобы так долго маятник не изменял плоскости своих колебаний, его подвес сделать идеальным нельзя, да и воздух вокруг будет давать помехи. И третье - вращение Земли будет само «отклонять » плоскость колебаний маятника, так что корабль «заходит » по кругу. Но так или иначе, Плинием было замечено, что маятник сохраняет плоскость своих качаний. И это свойство блестяще применил французский ученый Жан Бернар Леон Фуко (1819 —1868), создав свои знаменитые маятники. С детства Фуко учиться не любил, знания давались ему с трудом. Но руки у него были золотые - он мастерил игрушки, приборы, сам построил паровую машину, прекрасно работал на токарном станке.

Первые опыты с маятником Фуко провел в погребе своего дома в Париже. К вершине свода погреба он прикрепил двухметровую проволоку из закаленной стали и подвесил на ней пятикилограммовый латунный шар. Отведя шар в сторону, зафиксировав его с помощью нити возле одной из стен, Фуко пережег нить, предоставив маятнику возможность свободно качаться. И уже через полчаса он стал свидетелем вращения Земли. Это произошло 8 января 1851 г.

А спустя несколько дней Фуко повторил свой опыт в Парижской обсерватории по просьбе ее директора, знаменитого французского ученого Араго. На этот раз длина проволоки составляла уже 11 м. И отклонение плоскости качания маятника было еще заметней.

Об опыте Фуко заговорили повсюду. Всем хотелось своими глазами увидеть вращение Земли. Дело дошло до того, что президент Франции принц Луи-Наполеон решил поставить этот опыт в поистине гигантских масштабах, чтобы демонстрировать его публично. Фуко было предоставлено здание парижского Пантеона с высотой купола 83 м.

Уже в апреле того же 1851 г. опыт Фуко был открыт для обозрения в Пантеоне (рис . 96). Длина подвеса маятника - стальной проволоки диаметром 1,4 мм - была 65 м, масса маятника - 28 кг. Металлический шар совершал одно полное колебание за 16 секунд, проходя 14 м пути, и отклонялся при этом на 2,5 мм от первоначального положения. Особый электромагнит поддерживал постоянство колебаний.

Посмотреть на маятник Фуко приходили целые толпы парижан. Демонстрации опыта Фуко стали устраивать в самых разных странах. Сообщения об этом приходили из Ливерпуля и Оксфорда, Бристоля и Дублина, Женевы и Ренна. Даже в Рио-де-Жанейро и в Коломбо на Цейлоне этому замечательному опыту аплодировали тысячи восторженных зрителей. Появились и комнатные модели маятников Фуко.

Но самым грандиозным в свое время был опыт с маятником Фуко в здании Исаакиевского собора в Ленинграде (нынешнем Санкт-Петербурге) (рис . 97). Первая демонстрация его состоялась 6 марта 1931 г. На стальной проволоке диаметром 1 мм и длиной 98 м был подвешен бронзовый шар массой 60 кг. Достаточно северное положение города обеспечивало значительное отклонение маятника - за час примерно 13°. Это в два с лишним раза больше, чем у самого Фуко в Пантеоне. За одно колебание плоскость качаний смещалась на 6 мм, что было хорошо видно.

Устроить небольшой маятник Фуко можно и самому. Нужно приготовить маятник, например, привязав к нитке тяжелую гайку, взять в руку свободный конец нитки и… Нет, вам не придется стоять часами, ожидая, пока Земля повернется. Лучше станьте на известную скамью Жуковского или даже на покупную «Грацию » и, вытянув руку с качающимся маятником, попробуйте завращать себя. Маятник в вашей руке будет сохранять первоначально заданное направление колебаний, например от двери к шкафу (рис . 98).

И еще про Фуко, вернее, про пример его жизни. Он плохо учился в школе (внимание , лентяи!), не тянулся к знаниям. К тому же у него было очень слабое здоровье. Но увлекшись интересным делом, он стал знаменитым на весь мир ученым, его имя вошло во все энциклопедии. И не только из-за его маятника. Фуко измерил скорость света как в воздухе, так и в воде, открыл свои вихревые «токи Фуко» и сделал много других открытий в физике.

Вот что такое увлеченность!

Маятник Фуко представляет собой массивный груз, подвешенный на проволоке или нити, верхний конец которой укреплён (например , с помощью карданного шарнира) так, что позволяет маятнику качаться в любой вертикальной плоскости. Если маятник Фуко отклонить от вертикали и отпустить без начальной скорости, то действующие на груз маятника силы тяжести и натяжения нити будут лежать всё время в плоскости качания маятника и не смогут вызвать ее вращения по отношению к звездам (к инерциальной системе отсчёта, связанной со звёздами).

Наблюдатель, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней, будет видеть, что плоскость качаний маятника медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли (рис . 1).

Схема движения маятника Фуко

Таким образом подтверждается факт суточного вращения Земли. На Северном или Южном полюсе плоскость качаний маятника Фуко совершит поворот на 360° за звездные сутки. В пункте земной поверхности, географическая широта которого равна j, плоскость горизонта вращается вокруг вертикали с угловой скоростью:

где w — угловая скорость вращения Земли.

Здесь плоскость качания маятника вращается с той же угловой скоростью. Поэтому видимая угловая скорость вращения плоскости качаний маятника Фуко на широте j, выраженная в градусах за звездный час, имеет значение wм = 15° sin j, т. е. будет тем меньше, чем меньше j и на экваторе обращается в нуль (плоскость качаний не вращается). В Южном полушарии вращение плоскости качаний будет наблюдаться в сторону, противоположную наблюдаемой в Северном полушарии. Уточнённый расчет даёт значение:

wм = 15° (1 -3 (A / L)2 /8) sin j,

где A — амплитуда колебании груза маятника;

l - длина нити.

Добавочный член, уменьшающий угловую скорость, тем меньше, чем больше l. Поэтому для демонстраций опыта применяют маятники Фуко с возможно большей длиной нити (в несколько десятков метров).

МАЯТНИК ФУКО

устройство, наглядно демонстрирующее вращение Земли. Его изобретение приписывают Ж. Фуко (1819 −1868). Вначале опыт был выполнен в узком кругу, но так заинтересовал Л. Бонапарта (позднее ставшего Наполеоном III, французским императором), что он предложил Фуко повторить его публично в грандиозном масштабе под куполом Пантеона в Париже. Эту публичную демонстрацию, устроенную в 1851, и принято называть опытом Фуко.

ЗНАМЕНИТЫЙ ОПЫТ ФУКО, проведенный в Пантеоне в Париже в 1851, который продемонстрировал, что Земля вращается вокруг своей оси. Маятник представлял собой груз B весом 28 кг, подвешенный под куполом здания на проволоке A длиной 67 м. При освобождении маятника он начинал качаться вдоль линии C. При каждом последующем качании маятник сбрасывал песок, насыпанный сверху на ограждение, приблизительно в 3 мм от предыдущего места. Примерно через два с половиной часа маятник прошел уже по линии D.

Под куполом здания Фуко подвесил металлический шар массой 28 кг на стальной проволоке длиной 67 м. В отличие от часового маятника, который может качаться только в одной плоскости, у маятника Фуко верхний конец проволоки был закреплен таким образом, чтобы он мог качаться одинаково свободно во всех направлениях. Под маятником было сделано круговое ограждение радиусом 6 м с центром прямо под точкой подвеса. На ограждение был насыпан песок, чтобы при каждом качании прикрепленное под шаром маятника металлическое острие могло сметать его на своем пути. Чтобы обеспечить пуск маятника без бокового толчка, его отвели в сторону и привязали веревкой. После того как маятник после привязывания пришел в состояние полного покоя, веревку пережгли и маятник пришел в движение. Маятник такой длины совершает одно полное колебание за 16,4 с, и вскоре стало видно, что плоскость качания маятника поворачивается по часовой стрелке относительно пола. При каждом следующем качании металлическое острие сметало песок примерно в 3 мм от предыдущего места. За час плоскость качания повернулась более чем на 11°, а примерно за 32 ч совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение. Эта впечатляющая демонстрация приводила зрителей прямо-таки в истерику; им казалось, что они чувствуют вращение Земли под ногами. Чтобы выяснить, почему маятник ведет себя таким образом, рассмотрим песочное кольцо. Северная точка кольца находится в 3 м от центра, и, учитывая, что Пантеон находится на 48°51" северной широты, эта часть кольца на 2,3 м ближе к земной оси, чем центр. Поэтому при повороте Земли на 360° в течение 24 ч северный край кольца будет двигаться по кругу меньшего радиуса, чем центр, и за сутки пройдет на 14,42 м меньше. Следовательно, разность скоростей этих точек равна 1 см/мин. Точно так же южный край кольца движется на 14,42 м в сутки, или на 1 см/мин, быстрее, чем центр кольца. Благодаря этой разности скоростей линия, соединяющая северную и южную точки кольца, всегда остается направленной с севера на юг.

МАЯТНИК ФУКО (справа вверху), изображен в сильно увеличенном виде относительно размера Земли приблизительно на широте (f ) Парижа. Радиус окружности из песка под маятником равен r; расстояние от земной оси до центра окружности равно R. Пользуясь формулой, приведенной в тексте, можно вычислить, насколько при вращении Земли южный край песочной окружности движется быстрее северного.

Брат-близнец маятника Фуко, изобретенного во Франции и предназначенного для доказательства вращения Земли вокруг Солнца, был создан в Петербурге более 80 лет назад. И размещался элемент, призванный по задумке советской власти доказать отсутствие в мире божественного, не где-нибудь, а в Исаакиевском соборе.

Хранитель государственного музея-памятника «Исаакиевский собор» Сергей Николаевич Окунев сегодня рассказал мне, что маятник по-прежнему находится в соборе и многие знающие об этом посетители крайне не рады сему факту. Мол, оскверняющий собор в течение 60 лет элемент не достоин памяти.

Саму идею опыта сотрудники музея подхватили у французского физика Жана Фуко, который продемонстрировал его под куполом Пантеона. «Опыт провели с благословения Папы Римского для того, чтобы доказать могущество Бога. В СССР у аналогичного действия были совсем другие задачи — доказать отсутствие божественного», — рассказал Сергей Николаевич.

Появился маятник, подвешенный прямо под куполом собора, в 1931 году. Тогда, переставший быть собором, Исаакиевский стал Государственным антирелигиозным музеем, где в ночь с 11 на 12 апреля был продемонстрирован опыт, доказывающий вращение Земли вокруг своей оси. Такое вот опровержение божественного.

Маятник исчез из Исаакиевского собора в тот момент, когда к людям вернулась вера. 17 июня 1990 года в Исаакиевском соборе состоялось торжественное богослужение, впервые после закрытия. Маятник Фуко же постигла невеселая участь: его демонтировали, а на освободившееся место вернули свергнутого ранее голубя как символ Святого Духа.

Сегодня в самом соборе можно найти только напоминание о маятнике: на полу в центре, строго под куполом, выложен разноцветный орнамент в форме круга. Почти 60 лет это место было ограждено и входить туда разрешалось только экскурсоводам. Внутри него прямо через центр раскачивался шар с наконечником, подвешенный на проволоке где-то высоко под куполом. В начале рассказа экскурсовод ставил на внешнюю окружность брусок в нескольких сантиметров от того места, где шар пересекал окружность. За время рассказа расстояние между бруском и наконечником шара неизменно сокращалось. Наконец, под удовлетворенные возгласы брусок падал, сбитый при очередном пролете шара.

Посмотреть же на маятник сейчас можно лишь в подвалах Исаакиевского собора, где он то ли мирно дожидается своего нового выхода, то ли просто отдыхает от непрерывной многолетней работы.

В 1963 году Исаакиевский собор был открыт после реставрации. Перед этим культовые фонды были переданы в антирелигиозный музей (в Казанский собор). С тех пор работающий здесь музей имеет сугубо историческую направленность.

В Исаакиевском соборе хранится бюст Огюста Монферрана, выполненные из 43 пород минералов и камней — всех, что использовали при строительстве храма.

К 1981 году маятник Фуко устарел, так как никому уже не требовалось доказывать вращение Земли вокруг своей оси. Его не передали другой организации из-за больших размеров. Для маятника не нашлось другого здания необходимой высоты. Его поместили между дверьми. Толщина стен Исаакиевского собора вместе с облицовкой составляет пять метров, поэтому промежуток между дверьми позволяет хранить между ними некоторые предметы.

После снятия маятника музей «Исаакиевской собор» стал не просто историческим, а историко-художественным. Таким он остаётся до сих пор. Но в храме снова проводятся богослужения. Колоннада Исаакиевского собора является одним из самых привлекательных мест для туристов. Здесь с высоты 43 метров можно увидеть панораму Санкт-Петербурга. На эту смотровую площадку ведут 562 ступени винтовой лестницы.