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傅科摆原理是什么意思(简单的傅科摆解析)

2023-03-31 百科 348 作者:admin

指导

虽然我们都知道地球在运动,但不管这个事实的证据多么有说服力,都是从天文观测的结果推导出来的。 没有望远镜,不会用望远镜的人,是无法亲眼看到的。 运动的。 最近有网友好奇傅科摆与地球自转的关系,向小编提问。 今天,我们就来看看傅科摆是如何证明地球自转的。

要了解傅科摆的工作原理,我们首先需要了解一个单摆。

单摆是最简单的摆。 理想情况下,单摆摆线的要求是没有质量,不会像弹簧或橡皮筋​​那样被拉伸; 而摆球只需要有质量,而它的体积可以忽略不计。 直径很小,所以摆球的体积可以忽略不计。 在这种情况下,单摆的周期只与摆线的长度和重力加速度有关。

在地球表面,我们一般无法改变重力加速度。 所以可以说对于地面上的单摆,摆线越长,摆动周期越长。 而且单摆还有一个特点,就是只要我们给它一个合适的初始动作,单摆就只会在一个固定的平面内摆动。

所谓固定平面必须有参照物。 大多数时候,固定平面是相对于地球固定的平面。 这样做的原因是地球的自转会带动摆线和摆球,使它们一起旋转。

傅科摆的巧妙之处之一是通过摆线上端摩擦力极小的设计,使地球的自转几乎不影响摆。

因此,摆球的摆动超越了地球的自转,相对于恒星确定了一个固定的摆动面。 以遥远的恒星为参照物,我们可以观察到地球的自转。 这样,球的摆动平面与地球的自转就产生了相对运动。

接下来,我们把傅科放在北极,相对于星星,我们会看到摆动平面是不动的,但是经过一个摆动周期后,由于地球自转,摆球已经离开了原来的位置。

福柯在摆球的下端安装了一个针状物体,使摆球摆动时能在地面上的沙子上画出自己的标记。 沙子无疑与地球的自转同步移动。 这样,我们可以观察到钟摆的摆动方向是从东向西缓慢而连续的自转,从而证实了地球的自转。

事实上,在北半球,傅科摆是朝这个方向转动的,而在南半球,则是相反的方向。 其示范效果也随着纬度的增加而提高。 在赤道,我们不会观察到摆的自转,因为在赤道,地面和摆平面是相对静止的。

我们知道地球的自转周期大约是24小时。 如果要观察明显的方向旋转,摆的周期和振幅不能太小,所以傅科摆要求摆线越长越好。 福柯做实验时,摆线长67米,球重28公斤!

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