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钟摆与地球自转的奥秘

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:傅科,这个大钟摆的制作人,指挥5个人按照固定的位置站好,这5个人围成一个弧形,从摆球的最左边一直排到摆球的最右边。从沙子上的痕迹可以看出,摆尖划出的记号在不断地改变方向,它扭转的方向和速率正巧符合巴黎的纬度,和该纬度呈非常严谨的函数关系。傅科摆为什么能够演示出地球自转呢?当地球开始转动的时候,因为地球是向东转动,而摆的惯性却始终是保持原来南北的摆动方向,这就产生了摆向西偏转的现象。

l85l年的一天,法国巴黎万神庙的圆顶上吊着一根长60余米的金属丝,金属丝下方悬挂着一个27千克重、直径约30厘米的铁球。这个人们从来没有见过的超级大摆在广场上悠然自得地摆动着,吸引了路过的人们驻足观看。

傅科,这个大钟摆的制作人,指挥5个人按照固定的位置站好,这5个人围成一个弧形,从摆球的最左边一直排到摆球的最右边。时间一分一秒地流逝,人们失去了耐心,人群中出现了少许骚动。就在这时,奇迹出现了。

一个站在最右边的人突然发现,原来就停在自己面前的钟摆已经很久没有晃到这儿来了。于是,他尖叫了起来:“这个钟摆有魔法啊!”人们一听,顿时蜂拥围在他的身旁,听他讲述他的发现。这个人兴奋得结结巴巴地讲完,有些人立刻附和道:“的确是这样的啊,一开始那个大球还在我的眼前晃来晃去的呢,不过到了刚才,那个球就只能晃到我的身边而已了。”而有的人则半信半疑地盯着钟摆,想看看到底是不是有人在暗中操纵着“魔法”。

就在这时,傅科让大家走近钟摆,人们这才发现,摆的下端是一个尖头,正好从地板上掠过。由于事先在教堂地板上已经撒过一些沙子,摆的尖头就在沙子上划出了清晰的痕迹。从沙子上的痕迹可以看出,摆尖划出的记号在不断地改变方向,它扭转的方向和速率正巧符合巴黎的纬度,和该纬度呈非常严谨的函数关系。

傅科摆为什么能够演示出地球自转呢?简单地说,因为惯性。当地球开始转动的时候,因为地球是向东转动,而摆的惯性却始终是保持原来南北的摆动方向,这就产生了摆向西偏转的现象。可能很多人都玩过钟摆,却没有想到里面藏着这么一个天体运动的秘密。

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