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 ю_м = 15 ° sin ф, т. е. будет тем меньше, чем 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 со_м уточнённый расчёт даёт 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.