Page 74 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PP_fiipbook

Zegar wahadłowy

Zauważ też, że im dłuższy okres drgań wahadła, a więc i większa długość
wahadła, tym mniejsza częstotliwość jego drgań. Własność ta została wyko-
rzystana w zegarach wahadłowych przy ich regulacji.
Jeśli zegar się spóźnia, oznacza to, że częstotliwość drgań jest za mała
i długość wahadła należy skrócić. I odwrotnie – jeśli zegar się spieszy, wahadło
należy wydłużyć. W ten sposób zmniejszamy częstotliwość wahań.
Biorąc pod uwagę powyższe rozumowanie, zastanówmy się, czy na Księ-
życu zegar wahadłowy będzie wskazywał czas tak jak na Ziemi. Siła ciężkości
działająca tam na ciało o masie m jest około 6 razy mniejsza niż na Zie-
mi. Wynika stąd, że siła powodująca ruch ciała po łuku okręgu będzie miała
mniejszą wartość, a to z kolei spowoduje mniejszą wartość przyspieszenia.
Czas jednego wahnięcia dla wahadła danego zegara będzie więc na Księżycu
dłuższy niż na Ziemi.

Więcej na temat

Wahadło Foucaulta

Wahadło nazwane tak na cześć Jeana B.L. Foucault (czyt. żana fuko), który
w lutym 1851 roku w Paryskim Obserwatorium Astronomicznym przepro-
wadził swoje słynne doświadczenie, a następnie powtórzył, kilka tygodni
później w Panteonie w Paryżu, z wahadłem o długości 67 m. Pokaz powta-
rzany był wielokrotnie i przyciągał tłumy widzów, którzy mogli zaobserwo-
Wahadło Foucaulta w Panteonie (Paryż)
wać w jego trakcie, że kierunek drgań wahadła zmieniał się względem nich,
co dowodziło, że Ziemia się obraca.
Wprawione w ruch wahadło Foucaulta ma możliwość wahań w dowol-
nej płaszczyźnie pionowej i porusza się w tej płaszczyźnie – w płaszczyźnie
swoich drgań swobodnych – niezależnie od obrotu Ziemi. Ponieważ płasz-
czyzna drgań wahadła pozostaje niezmieniona, a w tym czasie Ziemia się
obraca, to dlatego obserwatorzy, poruszający się wraz z Ziemią, obserwują
zmianę płaszczyzny drgań wahadła. Powolna zmiana płaszczyzny ruchu
wahadła względem Ziemi dowodzi, że obraca się ona wokół własnej osi.
Obserwację zmiany płaszczyzny drgań należy przeprowadzać przez kilka
godzin. Na bardzo długiej nici zawiesza się kulę o dużej masie, tak aby
wahadło miało odpowiednio dużą energię mechaniczną. Należy również
zadbać, aby tarcie w miejscu zawieszenia wahadła było jak najmniejsze.
Możesz wykonać model wahadła Foucaulta (patrz zdjęcie) z deski obroto-
wej do serwowania serów, do której przybijesz ramę wykonaną z listewek
lub plastikowej rynienki w kształcie litery U. Do ramy przymocuj nitkę z kulką
z plasteliny. Wpraw wahadło w ruch drgający i powoli obracaj deską.
Zobaczysz, że powierzchnia drgań wahadła nie zmienia się w trakcie obrotu
Model wahadła Foucaulta deski, która jest modelem obracającej się Ziemi.

72