Wahadło Foucaulta

W kampusie Uniwersytetu w Białymstoku na Wydziale Fizyki znajduje się jedyne na Podlasiu wahadło Foucaulta. Wahadło składa się z kuli zawieszonej na długiej lince. Pod wpływem ruchu obrotowego Ziemi wahadło zmienia płaszczyznę wahań. Na naszych szerokościach geograficznych płaszczyzna wahań obraca się z szybkością około 12 stopni na godzinę. Wahadło nie wymaga żadnego sterowania lub napędzania. Pokaz działania wahadła Foucaulta jest jednym z najpiękniejszych eksperymentów w fizyce. Urzeka prostotą i jest dowodem na to, że Ziemia obraca się wokół własnej osi.

Wahadło zrobione jest z kuli o średnicy około 30 cm, wypełnionej 160 kilogramami ołowiu i zawieszonej na stalowej lince. Długość widocznej części linki wynosi (10.481+-0.002) metra.

Rys. 1 a) Wahadło drgające w jednej płaszczyźnie, b) wahadło poruszające się po torze owalnym c) wahadło ze zmienioną płaszczyzną wahań.

Pokaz działania

Zachęcamy do samodzielnego wykonania doświadczenia. Wchodzimy na betonowe stopnie i wychylamy kulę z położenia równowagi. Staramy się uruchomić wahadło w taki sposób, by poruszało sie ono w jednej płaszczyźnie pionowej (rys. 1a) a nie po torze owalnym (rys. 1b). Obserwujemy położenie płaszczyzny, w której swobodnie waha się wahadło. Po kilkudziesięciu okresach drgań widać zmianę orientacji płaszczyzny wahań czyli zmianę kąta  pokazanego na rys. 1c. Porównujemy kierunek ruchu Słońca na niebie oraz kierunek obracania się płaszczyzny drgań wahadła. Obserwacje wahadła wprawionego w ruch po torze owalnym (rys. 1b) są trudniejsze do zinterpretowania.

Bezpieczeństwo

Nie wolno wprawiać wahadła w ruch tak, by amplituda wahań przekraczała stalowe koło z podziałką. Nie wolno na kulę wsiadać, stawać na niej oraz wspinać się na linę. Zabrania się kręcenia kulą, wprawiania jej w drgania pionowe oraz podnoszenia. Nieprzestrzeganie wymienionych zakazów grozi uszkodzeniem układu lub wypadkiem.