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2009年1月 6日 (火)

フーコーの振り子

Dscn3383_320 昨年の秋に訪ねた新潟県立自然科学館で、久しぶりに「フーコーの振り子」を見ました。

子供の頃、上野の国立科学博物館に行くのが好きでした。
全ての展示物に興味深々だったのですが、中でも薄暗い階段室の吹抜けに設置されていたフーコーの振り子と、3階だったかにあった、顔がこんなに小さくなるのと驚かされた「干し首」がいちばんのお目当てでした。

フーコーの振り子は、小学生には地球Dscn3384_320自転の証明とかが良く理解できず、4階から地下1階まで吊り下げられている重そうな円球がゆっくりと振れている事が地球自転を表しているかのように思って厭きずに眺めていました。
振り子が地球自転とは無関係に、一度振れ始めるとその方向のまま振れ続き、その下の地球面が動いていくので、振り子が自転と反対方向に動いて行くように見えるという事実に納得したのは随分後の事でした。
ある本に北極点で振り子を動かすと、1日に1回転する事が分かり易く説明されており、はじめてなんだ、そうだったのかとわかったのです。
それでも、振り子を吊り下げている構造物自体が、地球の自転で動いてしまえば、振り子も一緒に動いてゆくではないかと考えたり、振り子は空気抵抗によりいつかは停止する事や、振り子を吊り下げている上部のフックとロープが摩擦し難いような特殊なフック構造を理解するの難しかった事を覚えています。

今でも各地に設置されている展示用のフーコーの振り子が、停止しないよう、どんな機械的な力を加えて振幅させているのか、また、振り子自体の回転運動をどう防いでいるのか知りません。
なにしろ数十mの鋼線と20kg以上の錘を使って振幅をゆっくりさせても、だんだんと振れが小さくなるのは、避けられないのですから。

ちなみに、僕が以前、家で釣具のテグスと錘で天井から2.2mくらいの振り子を作って実験したところ、振動方向がぶれたり、円運動に近くなったりして30分も動いてくれませんでした。フーコーは最初、自宅の地下室の天井から下げた2m程の振り子で実験したそうですが、どんな装置だったのでしょうか。
http://kakuda.ed.niigata-u.ac.jp/semi/ob/thesis/99niwata_thesis2-21/space/foucault/foucault.html  (フーコーの振り子の原理説明)

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