El Péndulo de Foucault y la rotación de la Tierra

El Péndulo de Foucault y la rotación de la Tierra
¿Habrá una demostración sencilla para probar que la Tierra gira? Hay un grabado (1638) que muestra a M. Mersenne y
P. Petit disparando una bala de cañón verticalmente con la esperanza de demostrar que debido a la rotación de la
Tierra no caiga de nuevo al mismo lugar, un experimento inspirado por Descartes!
Sin embargo, alguien tuvo éxito en esta tarea de una forma menos arriesgada y
más elegante. El 2 de febrero de 1851, Léon Foucault envió la siguiente
invitación a los científicos más conocidos de París:
Los péndulos son instrumentos utilizados en los relojes y en laboratorios de
física, pero al mismo tiempo son simples juguetes que pueden ser
construidos con un mínimo de una cuerda y una piedra. Un péndulo no es
Usted está invitado a ver rotar
más que un cuerpo suspendido de un punto fijo para que pueda oscilar bajo
la Tierra, mañana, de tres a
la influencia de la gravedad. Los péndulos pueden ser simples y pequeños, o
cinco, en el Salón del Meridiano,
muy sofisticados y grandes que debe ser colgado en los techos o en los topes
del Observatorio de París.
de los edificios. Sin embargo, sin importar su complejidad, todos los péndulos
son iguales.
Lejos de los movimientos periódicos y
De experimentos anteriores que llevó a
cautivadores de los péndulos, para algunas
cabo con péndulos, Foucault había
personas los péndulos no son juguetes. Hizo falta
observado que los péndulos giran
el genio de Foucault para usar un péndulo muy
lentamente su plano de oscilación. Ese
grande: colgó una esfera de 28 kg (aprox. 62 lb)
efecto está contra la Primera Ley de
de una cuerda de 67 m (aprox. 220 pies) de la
Movimiento de Newton (ley de inercia
cúpula del Panteón de París para demostrar que
de Galileo): un cuerpo no sometido a
la Tierra gira alrededor de su eje.
fuerzas externas permanece en reposo
o se mueve con velocidad constante en
línea recta, o en un plano. Así que,
¿cuál era una explicación plausible para
esta lenta desviación?
Después de muchas horas de cuidadosa
observación, Foucault aventuró esta
explicación: Los péndulos no giraban, pero el
marco que mantenía el péndulo giraba, el
edificio que sostenía el péndulo estaba
girando, y finalmente, la Tierra que sostenía
el edificio estaba rotando.
1. Los péndulos oscilan en un plano, es
decir, van y vienen suavemente, pero no
rotan.
2. Con péndulos largos y pesados podemos
notar el efecto de la inercia en la pesa
colgante. Esta es la prueba de la rotación
de la Tierra. Con péndulos pequeños y
livianos apenas si se nota la rotación.
Otra experiencia importante tuvo lugar en 1851, esta vez en
Roma, en la iglesia jesuita de San Ignacio en el Vaticano. "Este
fue un experimento muy importante, ya que se llevó a cabo en
lo que era hasta entonces el bastión de la creencia anticopernicana".
El tiempo necesario para una oscilación completa se denomina
periodo del péndulo y se mide en segundos.
La fórmula para el periodo de un péndulo es:
donde es el largo del péndulo en metros, y es la
intensidad del campo gravitacional. A nivel del mar, este
valor es 9.81 m/sec2.
La masa de la pesa de un
péndulo simple no afecta
el periodo del péndulo,
sin embargo, afectará la
tensión en la cuerda del
péndulo.
Ref. Aczel, A. (2003). Pendulum: Léon Foucault and the Triumph of Science. Washington Square Press. New York.
Léon Foucault, 1819–
1868. Físico francés
que ideó y calibró un
péndulo de gran escala
que se utilizó para
mostrar que la Tierra
gira sobre su eje.
© E. Pérez http://4DLab.info