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Proyecto de física

Péndulo de Foucault

Clareliz María González Portillo

 Tabla de contenido

1. Introducción

2. Objetivo general

3. Objetivos específicos

4. Marco teórico

5. Conclusiones

6. Imágenes

7. Referencias

3. Objetivos específicos  Comprender el funcionamiento del péndulo de Foucault, y por consiguiente como Foucault demostró la rotación de la Tierra en 1851 de una forma sencilla.  Analizar cómo se puede oscilar libremente el péndulo en cualquier plano vertical y capaz de oscilar durante mucho tiempo (horas).  Visualizar fenómenos físicos que intervienen en el movimiento de un péndulo simple. 4. Marco teórico Un péndulo de Foucault es un péndulo esférico que puede oscilar libremente en cualquier plano vertical y capaz de oscilar durante mucho tiempo (horas). Se utiliza para demostrar la rotación de la Tierra. Se llama así en honor de su inventor, León Foucault. La primera exposición pública del péndulo de Foucault tuvo lugar en febrero de 1851 , en el meridiano del Observatorio de París. Unas semanas más tarde, el físico francés León Foucault hizo su demostración más famosa en el interior del Panteón de París, cuando hizo suspender un péndulo de plomo de una masa de 28 kg (una bala de cañón recubierta de latón) mediante un cable de 67 metros de largo que pendía justo debajo del centro de la cúpula del Panteón. El plano de oscilación del péndulo giraba hacia la derecha 11° por hora, haciendo un círculo completo en 32,7 horas. El montaje original utilizado en 1851 en el Panteón fue trasladado en 1855 al Museo de Artes y Oficios de París. Una segunda instalación temporal se hizo en el Panteón, en 1902, para el 50 aniversario del experimento original. Durante la reconstrucción del museo en la década de 1990, el péndulo original se mostró temporalmente en el Panteón (1995), pero fue devuelto posteriormente al Museo de Artes y Oficios de París antes de su reapertura en 2000. El 6 de abril de 2010, el cable de suspensión del péndulo se rompió, causando daños irreparables en el péndulo y en el suelo de mármol del museo. Una copia exacta del péndulo original había estado oscilando de forma permanente desde 1995 bajo la cúpula del Panteón de París hasta 2014, cuando fue desmontado durante los trabajos de reparación en el edificio. En

septiembre de 2017 el péndulo volvió a estar instalado y funcionando de nuevo.  Descripción y fundamento Se considera un primer lugar el dispositivo que mostramos en la figura. Si hacemos girar la plataforma mientras el péndulo está oscilando, observaremos que el plano de las oscilaciones permanece inalterado con respecto a un observador inercial. Este efecto se debe a la inercia de la masa pendular. Puesto que las dos fuerzas que actúan sobre ella (su peso y la tensión del hilo) están contenidas en el plano de las oscilaciones, estas, una vez iniciadas, tendrán lugar siempre en un mismo plano. Para cambiar el plano de las oscilaciones se requeriría un componente de fuerza normal a dicho plano. Por el contrario, resulta obvio que el plano de las oscilaciones no permanecerá inalterado para un observador situado sobre la plataforma giratoria, que será, evidentemente, un observador no inercial; para este observador, el plano de las oscilaciones efectuará una precesión alrededor del eje vertical (eje de rotación) en sentido contrario al de giro de la plataforma y con la misma celeridad angular (de precesión). Esquema de un dispositivo para ilustrar el fundamento del péndulo de Foucault Péndulo de Foucault en el Polo Norte. El péndulo oscila en un plano constante en el espacio, mientras que la Tierra gira por debajo de él.

 Podemos interpretar del modo siguiente el resultado expresado por (1): en un lugar de la Tierra, de latitud λ, el suelo se comporta como una plataforma giratoria con una velocidad angular Ω = ωz = ω sen λ (componente vertical de la velocidad angular de la Tierra) de modo que el movimiento de precesión del péndulo de Foucault es el que corresponde a esa velocidad angular. De este modo, el tiempo empleado por el plano de oscilación del péndulo en dar una vuelta completa es: y el ángulo girado en una hora es función de la latitud del lugar: La experiencia del péndulo de Foucault es una prueba efectiva de la rotación de la Tierra. Incluso si la Tierra estuviese y hubiese estado siempre cubierta de nubes, la experiencia de Foucault permitiría demostrar que la Tierra está girando. Igualmente, este péndulo permite determinar la latitud del lugar sin recurrir a observaciones astronómicas. Animación del péndulo de Foucault del Panteón de París (48°52' Norte), con el ciclo de rotación terrestre comprimido. El trazo verde muestra el recorrido alabeado del péndulo respecto al suelo (el marco de referencia rotatorio). El plano de oscilación presenta una rotación relativa a la Tierra. Cuanto más largo es el cable del péndulo, más evidente se hace el efecto. Longitudes de entre 12 y 30 m son

5. Conclusiones La experiencia del péndulo de Foucault es una prueba segura de la rotación de la Tierra. Incluso si la Tierra fuese y hubiese estado siempre cubierta de nubes, la experiencia de Foucault permitiría demostrar que la Tierra está girando. 6. Imágenes Movimiento de rotación de la Tierra debajo del péndulo de Foucault

 http://www.cecs.cl/pendulo/index.php? option=com_content&view=article&id=48&Itemid=2&lan g=es  https://www.cac.es/materialdidactico/ ambitofisicaquimica_es/guia_didactica_pendulo.pdf  https://www.researchgate.net/publication/ 319365725_EL_PENDULO_DE_FOUCAULT_La_gran_novela_ de_la_Postmodernidad  https://www.fisicalab.com/apartado/mas-y-pendulos  https://www.jotdown.es/2012/05/todo-lo-realmente- necesito-saber-lo-aprendi-leyendo-el-pendulo-de- foucault/