傅科摆Foucault pendulum
不看天空,也能证明地球在自转。
T = 23.93 h / sinφ大学物理
蓝色:摆锤,浅蓝:摆锤轨迹
T = 23.93 h / sinφ
摆锤在惯性系中保持摆动平面不变,但地面随地球自转。站在地面上看,摆动平面以 Ω·sinφ 的角速度缓慢转动,北半球从上往下看为顺时针。在北极一天转一整圈,赤道上不转。这是科里奥利效应的直接体现。
φ纬度(北纬)(°)L摆长(m)
t = 0.00 s
速度
摆动平面转一圈37.2h
每小时转过9.67°/h
摆动周期16.4s
摆动平面转一圈的时间与纬度
纬度越低转得越慢;靠近赤道时趋于无穷长,曲线在此断开。
想一想
在北纬 30° 的地方,傅科摆的摆动平面转一圈要多久?
T = 23.93 h / sin30° ≈ 47.9 h,接近两天。把纬度调到 30°,读数会显示约 47.9 h。
模型条件忽略空气阻力与摆的椭圆化 · 恒星日 23.93 h · 画面中摆动与转动均加速显示
实验记录
调好参数后点“记录当前数据”。多记几组不同参数的数据,就能画出它们的关系并做直线拟合;暂停后在不同时刻记录,还可以研究读数随时间的变化。