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Fcp - Pêndulo de Foucault
(Banco de rotações + comentário teórico)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Objetivo
Esse experimento também participa do 'currículo' da força centrípeta (ou da centrífuga) ou, mais genericamente da força de Coriolis, conforme pode ser visto no experimento 68 dessa Sala. Ele utiliza do banco de rotações. Sua finalidade é constatar a invariância do plano de oscilação do pêndulo e sua utilização como prova da rotação da Terra.

Experimento
No aro rígido (pode ser um par de bastidores para bordados) coloca-se um suspensor para o pêndulo, que nada mais é que um simples 'girador'
* usado por pescadores. Coloca-se o pêndulo para oscilar e, lentamente, gira-se o sistema mediante o banco de rotações. Observa-se, com isso, que o plano de oscilação do pêndulo não muda com a rotação do aro. A experiência evidencia a rotação da Terra, como um modelo didático. Explore essa experiência usando os conceitos de latitude e longitude. 


Pêndulo de Foucault - Modelo didático

Explique a experiência feita por Foucault no Panteão em Paris. Comente como ficaria a experiência se efetuada no equador e nos pólos.

*Esse girador muito usado pelos pescadores é equipamento indispensável nos laboratórios de física.

Comentários teóricos:

O Pêndulo de Foucault (Foucault, 1851) é um dispositivo que demonstra a rotação da Terra em torno de seu eixo Sul-Norte. Em relação a referencial inercial, o plano de oscilação de um pêndulo mantém-se fixo no plano vertical pelo ponto de suspensão. Em relação a referencial girante (fixo á Terra), o plano de oscilação gira em sentido oposto ao do referencial.

No Pantheon, em París, suspendeu-se um pêndulo de comprimento L = 67 m, com massa pendular m = 28 kg. Posto a oscilar, o pêndulo fica sujeito a uma força de Coriolis devido à rotação da Terra. 
Para o estudo dinâmico do problema interessa apenas o componente vertical (
wv) da velocidade angular w no local: wv = w.send (d = latitude); é essa a velocidade angular do plano de oscilação do pêndulo, em relação ao laboratório (referencial girante). Uma rotação completa do plano de oscilação teria duração Tsid.= 86 164 s (dia sideral), nos pólos. No laboratório, de latitute d , terá duração T = 2p/wv = 86 164/send s. No equador o efeito é nulo (T ==> ¥). 
A trajetória da massa pendular é uma roseta cujas características particulares dependem das condições iniciais.

A cada meia oscilação o pêndulo se desvia para a direita no hemisfério Norte, para a esquerda no hemisfério Sul. A figura acima ilustra a roseta descrita pela massa pendular se abandonada  a partir do repouso, no ponto A, num laboratório no hemisfério Norte. No esquema, o desvio angular está fortemente exagerado.


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