1樓:來自含光塔憨直可愛的馬尾松
為了證明地球在自轉,法國物理學家傅科(1819—1868)於2023年做了一次成功的擺動實驗,傅科擺由此而得名。實驗在法國巴黎先賢祠最高的圓頂下方進行,擺長67公尺,擺錘重28公斤,懸掛 點經過特殊設計使摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大,因而基本不受地球自轉影響而自行擺動,並且擺動時間很長。
在傅科擺試驗中,人們看到,擺動過程中擺動平面沿順時針方向緩緩轉動,擺動方向不斷變化。分析這種現象,擺在擺動平面方向上並沒有受到外力作用,按照慣性定律,擺動的空間方向不會改變,因而可知,這種擺動方向的變化,是由於觀察者所在的地球沿著逆時針方向轉動的結果,地球上的觀察者看到相對運動現象,從而有力地證明了地球是在自轉。
傅科擺放置的位置不同,擺動情況也不同。在北半球時,擺動平面順時針轉動;在南半球時,擺動平面逆時針轉動。而且緯度越高,轉動速度越快,在赤道上的擺幾乎不轉動,在兩極極點旋轉一周的週期則為一恆星日(23小時56分4秒),簡單計算中可視為24小時。
傅科擺擺動平面偏轉的角度可用公式θ°=15°tsinφ來求,單位是度。式中φ代表當地地理緯度,t為偏轉所用的時間,用小時作單位,因為地球自轉角速度1小時等於15°,所以,為了換算,公式中乘以15°。
2樓:可口可樂了了
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傅科擺的原理是什麼?
3樓:月似當時
傅科擺的原理是:地球自轉使得北半球物體的運動向右偏,傅科擺的軌跡於是發生轉動。這一現象反過來也證明了地球在自轉。
傅科擺是乙個單擺,底板有乙個量角器。單擺振動時,振動麵依理應保持不變,但因地球在自轉,在地面上的觀察者,不能發覺地球在轉,但在相當長的時期內,卻發現擺的振動面不斷偏轉。從力學的觀點來看,這也是由於受到了科里奧利力影響的緣故。
歷史實驗。2023年的巴黎,在國葬院(法蘭西共和國的先賢祠)的大廳裡,讓·傅科(jean foucault)正在進行一項有趣的實驗。傅科在大廳的穹頂上懸掛了一條67公尺長的繩索,繩索的下面是乙個重達28千克的擺錘。
擺錘的下方是巨大的沙盤。
每當擺錘經過沙盤上方的時候,擺錘上的指標就會在沙盤上面留下運動的軌跡。按照日常生活的經驗,這個碩大無比的擺應該在沙盤上面畫出唯一一條軌跡。該實驗被評為「物理最美實驗」之一 。
實驗開始了,人們驚奇的發現,傅科設定的擺每經過乙個週期的**,在沙盤上畫出的軌跡都會偏離原來的軌跡(準確地說,在這個直徑6公尺的沙盤邊緣,兩個軌跡之間相差大約3公釐)。
擺的運動可以超然於地球的自轉,但懸掛擺的支架一般卻要帶動它參與地球的自轉。為解決這一問題,傅科採取了一種簡單而巧妙的裝置-萬向節,從而使擺動平面超然於地球的自轉。
傅科擺的工作原理
4樓:匿名使用者
傅科擺當通常,我們說「地球具有自轉」的時候,我們並沒有明確出它到底相對於什麼自轉。這是乙個非常重要的問題,如果沒有參照物,談論運動是不可想象的。還沒有辦法在空間中打上一根釘子作為絕對的參照物,因此,我們只能依靠較遠的、看起來似乎是靜止的天體作為參照物。
事實上,那些天體也絕不是「空間中的釘子」,只不過因為它們實在太遙遠了,我們不妨——事實上恐怕也是唯一的選擇——把它們作為參照物。以遙遠的恆星作為參照物,乙個物體不受外力作用的時候,將一直保持它的運動狀態。這也是牛頓第一定律的內容。
然在地球上和地球一起運動,但是傅科擺也在運動啊!擺是一種很有趣的裝置。給擺乙個恰當的起始作用,它就會一直沿著某一方向,或者說某一平面運動。
如果擺的擺角小於5度的話,擺錘甚至可以視為做一維運動的諧振子。
現在,考慮一種簡單的情況,假如把傅科擺放置在北極點上,那麼會發生什麼情況呢?很顯然,地球在自轉——相對於遙遠的恆星自轉。同樣,由於慣性,傅科擺的擺錘相對於遙遠恆星的運動方向(平面)是不變的。
你可以想象,有三顆遙遠的恆星確定了乙個平面,而傅科擺恰好在這個平面內運動。由於慣性,當地球以及用來吊起擺錘的架子轉動的時候,擺錘仍然在那個平面內運動)那麼什麼情況發生了呢?你站在傅科擺附近的地球表面上,顯然會發現擺動的平面正在緩緩的轉動,它轉動的速度大約是鐘錶時針轉動速度的一半,也就是說,每小時傅科擺都會順時針轉過15度。
如果把傅科擺放置赤道上呢?那樣的話,我們將觀察不到任何轉動。把擺錘的運動看做一維諧振(單擺),由於它的運動方向與地軸平行,而地軸相對遙遠的恆星是靜止的,所以我們觀測不到傅科擺相對地面的轉動。
5樓:在百龍天梯講西班牙語的孔雀
個人認為傅科擺是不能證明地球自轉的: 1.除了在南北極兩個理論上不動的極點外,在地球上任何位置觀察傅科擺的現象應該是一樣的,如何會在赤道上觀察幾乎不動,而其他地方就會旋轉?
2.怎麼說沒有外力作用呢?擺的懸掛點不是一直在跟隨地球自轉拉動擺錘嗎?
而且是連續的作用力 3.個人認為理論上地球上只有兩種可能性觀察到擺的旋**a在南北極的理論不動點上觀察其他地點的擺;b在其他位置觀察在南北極的理論不動點上的擺。
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