Pêndulo de Foucault

 Caros Leitores;

O pêndulo de Foucault , que foi exibido por muitos anos no Museu Nacional de História Americana do Smithsonian, foi removido no final de 1998 para dar lugar ao Projeto de Preservação da Bandeira Star-Spangled e não há planos atuais para reinstalá-lo.

O Pêndulo de Foucault recebeu o nome do físico francês Jean Foucault (pronuncia-se "Foo-koh), que o usou pela primeira vez em 1851 para demonstrar a rotação da Terra. Foi a primeira demonstração satisfatória da rotação da Terra usando aparelhos de laboratório em vez de observações astronômicas .

Se você começar um pêndulo de Foucault balançando em uma direção, depois de algumas horas você notará que ele está balançando em uma direção bem diferente. Como isso acontece?

Imagine que você está em um museu localizado no pólo norte e que o museu tem um Pêndulo de Foucault suspenso no teto em um ponto exatamente sobre o pólo. Quando você define a oscilação do pêndulo, ele continuará a oscilar na mesma direção, a menos que seja empurrado ou puxado em alguma outra direção. (Isso se deve a uma lei básica da natureza chamada Primeira Lei de Newton.) A Terra, por outro lado, girará uma vez a cada 24 horas sob o pêndulo. Assim, se você ficar observando o pêndulo, depois de um quarto de hora ou mais, provavelmente notará que a linha de oscilação do pêndulo mudou para uma direção diferente. Isso ficaria especialmente claro se alguém marcasse a posição da linha de balanço pela manhã e tivesse o pêndulo derrubando pinos dispostos em um anel no centro.

No entanto, se você estiver no chão de um prédio que abriga um pêndulo (que está conectado à terra), naturalmente pensará que o chão é estável e o pêndulo está se movendo. Isso ocorre porque naturalmente presumimos que a base sobre a qual nos apoiamos é estável, a menos que nossos olhos ou senso de equilíbrio nos digam o contrário. Se nossa base se move lentamente ou acelera suavemente, somos facilmente levados a pensar que outro objeto que vemos está se movendo. Você provavelmente já experimentou isso em um carro, trem ou avião, que começa a se mover muito devagar e suavemente, e por uma fração de segundo você pensa que um carro, trem ou até mesmo um prédio próximo parece se mover. Por isso,

No pólo norte, a rotação aparente seria um círculo completo de 360 ​​graus a cada dia de 24 horas, ou cerca de 15 graus por hora. Este caso é bastante simples, porque aqui a Terra e o pêndulo não exercem muita influência um sobre o outro. À medida que você se move do pólo norte para um ponto mais ao sul como Washington, por exemplo, a Terra não apenas gira sob o pêndulo, mas carrega Washington, o prédio e o pêndulo em um grande círculo em torno de seu eixo. Ou seja, o movimento da Terra agora está misturado de maneira complicada com o movimento do pêndulo. Como você pode provar se observar o pêndulo por um tempo, o efeito disso é diminuir a rotação aparente do balanço. Em vez de parecer girar 15 graus (cerca de 1/24 de um círculo completo) em uma hora, ele muda apenas cerca de 9 graus (cerca de 1/40 de um círculo completo). Quanto mais ao sul você vai, mais lenta fica a rotação aparente, e no equador não há rotação alguma. Abaixo do equador, a rotação aparente começa novamente, mas na direção oposta.

Qualquer pêndulo consiste em um cabo ou fio ou barbante e um prumo. Para um pêndulo demonstrar facilmente o efeito Foucault, ele deve ter um cabo o mais longo possível (este tem 52 pés) e um peso simétrico pesado (este é de latão oco, pesando cerca de 240 libras). Como todos os pêndulos, este perde um pouco de energia a cada balanço devido ao atrito das correntes de ar e vibrações no cabo e outros fatores. Assim, deixado a si mesmo, o pêndulo oscilaria em arcos cada vez mais curtos até que, depois de algumas horas, cairia quase a zero. Para manter o Pêndulo de Foucault funcionando, é preciso repor a energia perdida a cada balanço. Isso pode ser feito dando um pequeno "chute" no pêndulo a cada balanço.

Para fazer isso, dois colares de ferro são presos ao cabo próximo ao topo. Há um eletroímã em forma de rosca embutido no teto, e o colar de ferro balança para frente e para trás dentro do orifício da rosca. Quando o cabo do pêndulo atinge um ponto específico em seu balanço, ele é detectado por um dispositivo eletrônico e o ímã é acionado no momento certo para dar ao colar (e, portanto, ao cabo e ao prumo) um pequeno "chute" no direção exata de seu balanço natural. Isso restaura a energia perdida durante o balanço e evita que o pêndulo pare. Não tem efeito na direção do balanço e, portanto, não interfere na demonstração de que a Terra está girando.

Algumas pessoas construíram seus próprios pêndulos; você não precisa de um teto de 15 metros de altura. Se você estiver interessado em construir o seu próprio, pode ir à sua biblioteca e ler dois artigos da revista Scientific American : páginas 115-124 da edição de junho de 1958 e páginas 136-139 da edição de fevereiro de 1964. 

Para saber mais, acesse o link abaixo>

Fonte: /  Publicação 

https://www.si.edu/spotlight/foucault-pendulum

Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.

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