Foucault a jeho kyvadlo

Foucaultov kyvadlový pokus je jedným z najdôležitejších experimentálnych dôkazov otáčania sa Zeme okolo vlastnej osi.
     Bol zrealizovaný v roku 1851 v parížskom Pantheone. Foucault {Fukólt} tu experimentálne skúmal otáčanie roviny kyvu kyvadla vyvolané otáčaním Zeme okolo svojej osi. Dĺžka kyvadla bola 67 m a hmotnosť 28 kg.

     Demonštrovať to môžeme pokusom s tzv. modelom Foucaultovho kyvadla na odstredivom stroji.
     Je to prístroj, ktorý má v ráme zavesené kyvadlo. Toto kmitá v rovine pevnej v priestore. Ak rámom neotáčame, opisuje kyvadlo na vodorovnej doske dráhu tvaru úsečky AB. Ak prístroj pomaly roztočíme, opisuje hrot kyvadla hviezdicovú dráhu, ktorej zakrivenie je všade rovnaké. Veľkosť odchýlky je rovnaká a teda veľkosť priečnej sily nezávisí na smere rýchlosti pohybujúceho sa telesa . Pre spolupohybujúceho sa pozorovateľa sa pôsobením Coriolisovej sily na kyvadlo mení rovina kyvu proti smeru otáčania.

     Otočenie roviny kyvu kyvadla môže pozorovateľ pohybujúci sa spolu so systémom vysvetliť Coriolisovou silou. Na kyvadlo, pohybujúce sa v smere polomeru kotúča ku stredu otáčania pôsobí Coriolisova sila tak, že vychýli kyvadlo od priamky AB v smere totožnom s otáčaním kotúča. V druhej štvrtine doby kmitu sa však už kyvadlo vzďaľuje od stredu otáčania a Coriolisova sila ho teda vychyľuje od pôvodnej dráhy AB v opačnom smere, než je smer otáčania kotúča. Coriolisova sila spôsobuje teda v oboch prípadoch vychýlenie kyvadla od priamky AB v tom istom zmysle. Kyvadlo sa teda nedostane do bodu B, ale na miesto toho do bodu B'. To isté sa opakuje v druhej polovici kmitu kyvadla, a tak sa kyvadlo dostane z bodu B' do bodu C'. Celý dej sa podobným spôsobom ďalej opakuje.

     Otočenie roviny kyvadla vzhľadom k otáčajúcej sa základnej doske samozrejme vníma aj pozorovateľ v kľude. Podľa neho si kyvadlo zachováva svoju rovinu kyvu nezmenenú vzhľadom ku svojej zotrvačnosti a otáča sa len základná doska pod ním. Podobne, ako to bolo pri kolotoči.

     Za hodinu sa otočí rovina kyvu matematického kyvadla na póloch asi o 15°(za 1 hviezdnu hodinu presne o 15°=360°:24), v Bratislave asi o 11°18´.

     Coriolisova sila je teda zotrvačná sila, ktorá vzniká v otáčajúcej sa sústave zo stanoviska pozorovateľa s ňou spojeného.