Движение относительно Земли . 65. Маятник Фуко

Маятник Фуко. В качестве еще одного примера относительного движения точки вблизи поверхности Земли рассмотрим колебания сферического маятника длиной L (маятник Фуко), принимая в расчет влияние вращения Земли. Возьмем прямоугольную систему координатных осей, связанную с Землей начало координат поместим [c.448]

Известно, например, что ускорение свободного падения тел относительно поверхности Земли имеет наибольшее значение у полюсов. Уменьшение этого ускорения по мере приближения к экватору объясняется не только не-сферичностью Земли, но и возрастающим действием центробежной силы инерции. Или такие явления, как отклонение свободно падающих тел к востоку, размыв правых берегов рек в северном полушарии и левых берегов —в южном, вращение плоскости качания маятника Фуко и др. Подобные явления связаны с движением тел относительно поверхности Земли и могут быть объяснены действием сил Кориолиса. [c.51]

Сила, обусловленная градиентом давления, действует в направлении с севера на юг перпендикулярно к изобарам. Благодаря вращению Земли поток с севера на юг приобретает относительно вращающейся Земли составляющую в направлении с востока на запад. Эту задачу можно сразу понять, сопоставив ее с данным выше анализом движения маятника Фуко. [c.109]

Впервые подобный опыт был осуществлен Леоном Фуко в Париже (1850 г.). Фуко наблюдал движение плоскости качаний маятника относительно двух различных систем отсчета — коперниковой и земной вращающейся . Для того чтобы можно было точно следить за движениями маятника, был применен маятник на длинном подвесе (длиной в несколько десятков метров), период колебаний которого составлял десятки секунд. Так как размахи маятника (после того как маятник выведен из состояния равновесия) уменьшаются очень медленно, то наблюдать за колебаниями маятника можно было в течение многих часов. Чтобы исключить закручивание стальной проволоки, на которой подвешено тело маятника, верхний конец этой проволоки был закреплен в свободно вращающемся подшипнике (рис. 55). При этом проволока может действовать на тело маятника только с силой натяжения F, направленной вдоль проволоки вверх. Другая сила, которая действует на тело маятника, это сила земного тяготения Р, направленная к центру Земли. Таким образом, мы точно знаем направления тех двух сил, которые действуют на тело маятника со стороны других неустраненных тел (действие сил сопротивления воздуха не может повлиять на характер тех движений маятника, которые нужно изучить эти силы вызывают только очень медленное уменьшение раз-махов маятника). [c.115]

При движении тел относительна Земли для земного наблюдателя появляется также кориолисова сила, которой объясняется ряд характерных явлений. Прежде всего, кориолисовой силой с точки зрения земного наблюдателя объясняется вращение плоскости качаний маятника Фуко. Если снова (см. 27) рассмотреть воображаемый опыт Фуко на северном полюсе, то скорость маятника (при большой длине подвеса) можно считать все время перпендикулярной к земной оси, т. е. и (1)о взаимно перпендикулярны и кориолисова сила равна [c.377]

Все это будет строго верным лишь для абсолютных движений относительно указанных выше неподвижных осей. Однако только в астрономии и в некоторых исключительных опытах (например, в маятнике Фуко) приходится действительно пользоваться указанными осями. В огромном большинстве случаев в качестве неподвижных осей можно принимать оси, связанные с Землей. Как показывают наблюдения, в согласии с теорией относительных движений никаких заметных неточностей при этом не получается. [c.89]

VI.3. Свободное падение на вращающейся Земле и маятник Фуко. Убедиться в том, что и эти задачи можно решить по методу Лагранжа, не зная законов относительного движения. Этот метод интересен и по своей идее более прост, чем метод, изложенный в гл. V однако он требует тщательного учета многочисленных малых членов, причем пренебрежения, связанные с большим значением земного радиуса и медленностью вращения Земли, могут быть допущены лишь после того, как будут выполнены операции дифференцирования [c.329]

Полагая, что rуравнение относительного движения маятника Фуко [c.112]

Пример плоскость колебаний математического маятника малой длины практически неподвижна относительно Земли колебание такого маятника с достаточной точностью теоретически описывается законами НьЮтона (уравнением mw = mg - N) но плоскость колебаний такого же маятника большой длины (маятник Фуко) заметно поворачивается относительно Земли, так что его колебания не описываются законами Ньютона. В этом последнем случае одна и та же система отсчета Земля оказывается уже неинерциальной поэтому нужно дополнительно учитывать силу инерции Кориолиса (уравнение движения пт = mg + // + (- 2m 5 X тЗ) центробежная сила инерции учтена, т.к. она геометрически суммируясь с силой гравитационного притяжения к центру Земли, образует силу тяжести nig вращательная сила инерции ю-за равномерного вращения Земли отсутствует). [c.324]

Почему происходит вращение плоскости качаний маятника Если бы опыт Фуко производился на Северном полюсе Земли, то мы могли бы сразу увидеть, что эта плоскость остается неподвижной относительно инерциальной системы отсчета, а Земля под маятником вращается, совершая один оборот за каждые 24 ч. Если смотреть сверху (скажем, с Полярной звезды) на Северный полюс, то вращение Земли совершается против часовой стрелки, так что наблюдателю на Земле, забравшемуся на лестницу у Северного полюса, казалось бы, что относительно него плоскость движения маятника вращается по часовой стрелке. [c.98]

Задача 3.14.3. Маятник Фуко — это сферический маятник, совершающий относительное движение в системе отсчета, жестко связанной с вращающейся Землей. Систему отсчета выберем такой же, как при изучении свободного падения тяжелой материальной точки (см. рис. 3.14.1). Предположим, что радиус сферического маятника равен /, а точка подвеса маятника налодится на оси Oz на расстоянии / от начала координат. Координаты материальной точки во все время движения стеснены уравнением связи [c.285]

Эти уравнения имеют типичную гироскопическую структуру. Как и в уравнения (48) движения гиротахоакселерометра, в уравнение, содержащее а (уравнение для координаты а), входит произведение обобщенной скорости р и проекции /зоь главного момента количеств движения на ось гироскопа в уравнение для координаты р также входит гироскопический член — произведение множителя /зЮг на обобщенную скорость, соответствующую другой координате а, но взятое с противоположным знаком. Гироскопическую структуру имеют уравнения (51) 167 относительно движения тяжелой точки на вращающейся Земле, в которых роль гироскопических членов выполняют слагаемые, происходящие от кориолисовой силы инерции. Таковы же уравнения (60) 169 колебаний маятника Фуко. [c.624]

Л. Фуко работал над вопросом определения суточного вращения Земли без астрономических наблюдений. В первом томе мы рассматривали относительное движение сферического маятника (маятника Фyкo) ). Было показано, что это движение выявляет наличие суточного вращения Земли. [c.445]

Таким образом, маятником можно пользоваться для экспериментального доказательства вращения Земли вокруг оси. Впервые такой опыт был поставлен в Пантеоне (Париж) Леоном Фуко в 1851 г. Для большей наглядности опыта и увеличения линейного отклонения за один размах следует применять маятники значительной длины (в опыте Фуко длина маятника была 67 м). При помощи опыта Фуко мы устанавливаем, что Земля вращается относительно системы координат, связанной с неподвижными звездами и, таким образом, видимое движение Солнца и небесного свода есть движение кажущееся. Опыт Фуко доказывает, что система координат, связанная с Землей, является неинерциальной системой и динамически вполне возможно обнаружить эгу неинерциальность [c.281]

Смотреть страницы где упоминается термин Движение относительно Земли . 65. Маятник Фуко : [c.81] [c.100] [c.116] [c.118]

Смотреть главы в:

Теоретическая механика Том 3 -> Движение относительно Земли . 65. Маятник Фуко

ПОИСК

Движение Земли

Движение относительно Земли

Движение относительное

Земле относительная

Земли

Маятник

Относительность движения

Фуко маятник

Фуко)

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...