Опыт по физике для детей: как доказать вращение Земли

RAstenie: Маятник Фуко так назван, потому что он вращается сам, а не Земля

Опыт по физике для детей: как доказать вращение Земли

Это первая статья на тему собственного вращения маятника Фуко. Думаю, что для большинства она окажется неожиданной и переворачивающей всё с ног на голову.

Считается, что так называемый маятник Фуко показывает и доказывает, что Земля вращается. Считается также, что сей маятник назван именем некоего француза – Фуко. Давайте вспомним эту псевдонаучную сказку.

Якобы существовал некий физик и астроном Жан Фуко, который впервые осуществил свой эксперимент в 2 часа ночи 8 января 1851 года в погребе своего дома на ул. Ассаса в Париже.

Затем, в том же году будущий французский император Наполеон III предложил этому самому Фуко повторить эксперимент публично, и сделать это под куполом Пантеона в Париже.

Во время эксперимента ученый взял груз весом 28 килограммов и подвесил его к вершине купола на проволоке длиной 67 метров. На конце груза он закрепил металлическое острие.

За час плоскость колебаний повернулась более чем на 11 градусов, а полный оборот совершила и вернулась в прежнее положение примерно за 32 часа. Все хором посчитали, что таким образом учёный, якобы, доказал, что если бы поверхность Земли не вращалась, маятник Фуко не показывал бы изменения плоскости колебаний.

И никого не удивило явное несовпадение времени полного оборота: Земля совершает оборот за 24 часа, а маятник – за 32 часа.

Эх… В этой исторической сказке нет ни грамма правды, только огромные ничего не весящие камни лжи.

Физики, ослеплённые наглядностью этого «опыта», даже не пытаются понять его суть. Давайте мы с вами разберём этот опыт.

Груз, подвешенный на длинном тросе к потолку храма, совершает колебательные движения, и постепенно каждое его крайнее положение смещается вправо относительно предыдущего. Считается, что это происходит в результате того, что Земля вращается.

Но это не так. (Для отличников специально поясню вот что. Если учесть все вращения Земли вокруг всех центров – Солнца, центра Галактики и т.д., – то движение Земли будет по эпициклоиде с множественным набором гармоник. При таком движении с Земли будет казаться, что неподвижные звёзды скачут как сбесившиеся кузнечики. А мы видим идеальное вращение вокруг одного полюса.)

Примерно пару лет тому назад, работая над созданием Единой теории поля www.organizmica.org/archive/1101/tetp.shtml , я обнаружил фатальную ошибку в записи первой производной. Не буду утруждать вас формулами, постараюсь объяснить «на пальцах».

По старинке, пользуясь ньютоновской физикой, мы вспоминаем, что тело, оставленное в состоянии покоя, продолжает своё движение прямолинейно и равномерно. Применительно к маятнику Фуко это означает, что при совершении своих колебаний от одной крайней точки к другой он движется по прямой линии.

Однако в этом и заключается ошибка. Ньютон был не прав. Его законы в наше время стали не верны. В состоянии покоя тело движется не по прямой, а по окружности. Ошибка в записи первой производной состоит в том, что ньютоновские физики упустили синус угла между векторами пути и времени.

А вот, например, Максвелл не забыл про этот синус, и его знаменитые уравнения Максвелла для электромагнитного поля уже описывают движение этого поля по круговым орбитам. Всё из-за того, что первая производная содержит две компоненты (а не как у Ньютона – одна) – это РОТОР и ДИВЕРГЕНЦИЯ.

Ротор – показатель вращения, то есть угловая скорость, а дивергенция – показатель истечения, то есть спиральности вращения.

Здесь же для полноты картины вспомним и начала термодинамики, в которых тоже учтено вращательное движение – работа по замкнутому контуру равна нулю. Говоря простым языком, тело не тратит энергию только в одном случае – если оно совершает равномерное круговое вращение.

И это вращение имеет природную основу. Оно имеет два направления – по часовой и против часовой стрелке. В нашем регионе вращение идёт по часовой. В южном – против.

Так вот, когда маятник Фуко совершает колебательное движение, то линия этого колебания не прямая, она закручивается по часовой стрелке. В результате маятник смещается по часовой стрелке. Каждый раз маятник проворачивается по часовой стрелке. И это вращение никак не связано с «вращением» Земли, которая неподвижна.

Есть мнение, что существуют силы, или существа, которые знают истинное положение вещей. Я описал их в своей книге «Власть во власти Власти» (2017).

В эту сторону свидетельствует то, что имена так называемым первооткрывателям КТО-ТО даёт вовсе не по привычным «фамилиям», а строго от того явления, которое они якобы открыли.

В данном случае имя «изобретателя» Фуко взято от итальянского ит. fuso – «веретено», чётко подчёркивая особенность вращательной природы такого маятника.

Но и «фамилия» Максвелла образована аналогичным образом. Макс_Велл – обозначает Великий Велес.

Это имя того самого Змея, который вращается вокруг центра эклиптики, то есть тоже отчётливая аналогия с вращением, содержащимся в уравнениях Максвелла.

Эти имена тотально распространены в истории, что говори о её искусственности. Все они взяты из Главного мифа, о котором я не раз писал и говорил в своих выступлениях.

Например, фамилии и имена тех, кто достиг границ какого-либо Нового Мира, все основаны от обозначения птицы, слетавшей Туда – это Гагарин, Юрий – букв. Гагара, Гал, прозвище Наполеона – букв. Петух, Гальвани Луиджи, открыватель гальванизма – букв. Гусь-Лебедь, Гук – букв. Лебедь, Колумб – букв. Голубь, Кук – букв. Лебедь и т.д.

Или ещё: Магеллан – букв. Волшебный Змей, окружающий Землю, отсюда и его «кругосветка». Кортезий или Декарт – букв. Чёрт, то есть Бог, разграничивающий Землю. Отсюда и взялась Декартова система координат.

Такая закономерность имён «первооткрывателей» наводит на мысль, что эти имена являются названиями файлов и программ, которые реализуют соответствующее явление.

А это, в свою очередь, приводит нас к следующей мысли – Мир программируем; он не живой, а кибернетический.

В такой модели глупо выглядит анахронизм в виде сферической Земли, летящей в космосе по ньютоновской прямой.

(Гороскоп НЕ МОЖЕТ работать на поверхности ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ШАРА, это следует из формул теоретической механики применённых ПРАВИЛЬНО! RA – ред.)

Когда на Земле возник бум на всё космическое, то в храме Зевса в Санкт-Петербурге («Исаакиевский» собор) был запущен маятник Фуко.

По масонским традициям это было сделано ночью – с 11 на 12 апреля 1931 года. С этого же года историю принялись переписывать. В результате появились те самые «изобретатели» с говорящими именами.

В 1986 году исаакиевский маятник Фуко был снят и брошен в подвал – пришло время кибернетической модели Земли, никого уже не удастся обмануть вращающимся булыжником, подвязанным на верёвке.

***

ххх

Андрей Тюняев, главный редактор газеты «Президент»

http://www.prezidentpress.ru/n…

 Русский человек приходится Богу сыном, а по Библии, и науке – МЕХАНИЧЕСКОЕ создание. Происхождение человека: обзор версий.

https://cont.ws/post/462869

Израиль переезжает в Индию и в другие тёплые страны

https://cont.ws/@rastenie/6202…

  • Край будущего
  • Виртуальная реальность
  • Полеты в космос
  • Наука

Источник: https://cont.ws/post/620982

6 простейших опытов для детей, граничащих с волшебством

Опыт по физике для детей: как доказать вращение Земли

Сделать так, чтобы дети увидели в вас настоящего волшебника, очень просто. Нужны всего лишь ловкость рук и безграничная фантазия. Все остальное за вас сделает наука.

AdMe.ru собрал для вас 6 элементарных научных экспериментов, которые непременно заставят ваших детей поверить в чудеса.

Опыт № 1

Нам потребуются один пакет на «молнии», вода, пищевой краситель синего цвета, лишние руки и немного фантазии.

Подкрасьте небольшое количество воды, капнув в нее 4-5 капель синего пищевого красителя.

Для большего правдоподобия на пакете можно нарисовать тучки и волны, а затем залить подкрашенную воду.

После нужно плотно запечатать пакет и с помощью липкой ленты приклеить его к окну. Результата придется немного подождать, но оно того стоит. Теперь у вас есть собственная погода в доме. И ваши дети смогут наблюдать, как дождь льется прямо в маленькое море.

Так как Земля имеет ограниченное количество воды, на ней существует такое явление, как круговорот воды в природе. Под теплым солнечным светом вода в пакете испаряется, превращаясь в пар. Охлаждаясь наверху, она снова принимает жидкую форму и падает в виде осадков. За этим явлением в пакете можно наблюдать несколько дней. В природе это явление бесконечно.

Опыт № 2

© lmagic.info  

Нам потребуются вода, прозрачная стеклянная банка с крышкой (желательно подлиннее), жидкость для мытья посуды, блестки и богатырская сила.

© lmagic.info  

Заполните банку водой на 3/4, добавьте несколько капель жидкости для мытья посуды. Через несколько секунд добавьте краситель и блестки. Это поможет вам лучше увидеть торнадо. Закрываем емкость, раскручиваем по спирали и любуемся.

Когда вы прокручиваете банку круговыми движениями, вы создаете вихрь воды, который выглядит как мини-торнадо. Вода быстро вращается вокруг центра вихря за счет центробежной силы. Центробежная сила — это сила внутри направляющего объекта или жидкости, такой как вода, по отношению к центру его круговой траектории. Вихри встречаются в природе, но там они очень страшные.

Опыт № 3

Нам потребуются 5 маленьких стаканов, 1 стакан горячей воды, столовая ложка, шприц и любознательный сладкоежка. Skittles: 2 красных конфетки, 4 оранжевых, 6 желтых, 8 зеленых и 10 фиолетовых.

Наливаем в каждый стакан по 2 столовые ложки воды. Отсчитываем нужное количество конфеток и раскладываем по стаканам. Горячая вода поможет конфеткам быстрее раствориться. Если вы заметили, что конфеты растворяются плохо, поставьте стаканчик на 30 секунд в микроволновку. Потом даем жидкости остыть до комнатной температуры.

Шприцем или большой пипеткой заливаем цвета в небольшую баночку, начиная с самого густого и плотного (фиолетовый) и заканчивая наименее плотным (красным). Капать сироп нужно очень осторожно, иначе все перемешается. Сначала лучше капать на стенки баночки, чтобы сироп сам медленно стекал вниз. В итоге у вас получится радужное варенье из Skittles.

Как вы уже догадались, все дело здесь в плотности сиропа. Чем он плотнее, тем он тяжелее и поэтому оседает вниз, в то время как менее плотный сироп «рвется» к поверхности.

Опыт № 4

© minieco.co.uk  

Нам потребуются лимон, ватная палочка, бутылка, любые украшения на ваш вкус (сердечки, блестки, бусинки) и море любви.

© minieco.co.uk  

Выдавите немного лимонного сока в стакан и, макая в него ватной палочкой, напишите свое секретное послание.

© minieco.co.uk  

Чтобы проявить надпись, нагрейте ее (прогладить утюгом, подержать над огнем или в духовке). Осторожно, не позволяйте детям самим этим заниматься.

Лимонный сок — это органическое вещество, которое способно окисляться (вступать в реакцию с кислородом). При нагревании он приобретает коричневый цвет и «горит» быстрее, чем бумага. Такой же эффект дают и апельсиновый сок, молоко, уксус, вино, мед и сок лука.

Опыт № 5

Нам потребуются мармеладные червячки, пищевая сода, уксус, разделочная доска, острый нож, два чистых стакана.

Разрежьте каждого червячка на 4 части. Нож лучше предварительно слегка смочить водой, чтобы мармелад не так сильно прилипал. Разведем в теплой воде 3 столовых ложки пищевой соды.

Потом кладем наших мини-червячков в раствор с содой и ждем 15 минут. Затем достаем их вилкой по одному и перекладываем в стакан с уксусом. Они сразу начинают «обрастать» пузырьками и, танцуя, «рваться» к поверхности.

Когда вы помещаете в уксус смоченные в соде червячки, уксусная кислота вступает в реакцию с бикарбонатом (из пищевой соды). При этом на червячках образуются пузырьки углекислого газа, которые тянут их к поверхности, заставляя извиваться.

У поверхности пузырьки лопаются, и червячок падает на дно, образуя новые пузырьки, которые снова выталкивают его наверх. Так будет продолжаться до тех пор, пока из червячка не выйдет вся сода.

Для лучшего эффекта использовать за раз стоит около 4 червячков, чтобы они могли свободно «танцевать» в стакане.

Опыт № 6

© .com  

Нам потребуются одно-два яйца, скотч, чулок, кастрюлька с водой.

© .com  

До начала экспериментов можно просветить яйцо фонариком. Оно будет легко просвечиваться. Потом обмотаем яйцо скотчем — плотно и тщательно.

© .com  

Возьмем чулок и примерно в середину его поместим яйцо, которое потом с двух сторон хорошенько завяжем.

© .com  

Взяв чулок за оба конца, раскрутим яйцо так, чтобы оно вращалось вокруг своей оси. Готовность яйца к чуду можно определить фонариком. Когда оно перестанет просвечиваться, можно варить.

© .com  

Скотч не снимаем, варим яйцо, время от времени переворачивая с боку на бок. Через 10 минут выключаем и даем остыть, а когда почистим, то получится вот такое чудо.

Источник: https://www.adme.ru/zhizn-nauka/6-prostejshih-opytov-dlya-detej-858260/

Исследовательская работа

Опыт по физике для детей: как доказать вращение Земли

МОУ СОШ №2

Экспериментальное доказательство вращения Земли вокруг своей оси.

Исследовательская работа по физике

Выполнили:

Ученики 10 «А» класса

МОУ СОШ №2

Ширчков Олег Сергеевич

Худаков Николай Николаевич

Научный руководитель:

Мухина Галина Владимировна

Объект исследования:

Маятник Фуко.

Предмет исследования:

Экспериментальное доказательство вращения Земли вокруг своей оси с помощью маятника Фуко.

Цель работы:

Доказать справедливость утверждения о вращении Земли вокруг своей оси.

Задача:

Зафиксировать поворот плоскости колебаний маятника.

Гипотеза:

Возможно, что Земля действительно вращается вокруг своей оси.

Введение:

Сегодня ученые могут целым рядом опытов подтвердить вращение Земли вокруг своей оси. Самый знаменитый опыт был проведен в 1851 году французским физиком Жаном Фуко.

Установка представляла собой тяжелый маятник на длинном подвесе. Чем длиннее подвес, тем лучше проходил опыт. Поэтому обычно такой маятник устанавливают в высоких соборах. Маятник Фуко имеется и в Московском планетарии.

Если маятник вывести из положения равновесия, то он обязательно будет колебаться в некоторой плоскости, проходящей через начальную точку, в которую был отведен груз, и положение равновесия.

Если бы Земля не вращалась, то по отношению к ней плоскость колебаний маятника сохранялась бы постоянной. На самом деле опыт показывает, что плоскость, в которой колеблется маятник, медленно поворачивается относительно Земли на некоторый угол.

Этот поворот объясняется тем, что Земля совершает вращение вокруг своей оси. В опыте Фуко в течение времени колебания маятника Земля поворачивается под ним.

Наблюдатель, находясь на поверхности Земли, ее вращения не замечает, поэтому ему кажется, что поворачивается плоскость колебаний маятника

Физика эксперимента

Маятник Фуко является математическим маятником, такой маятник, отклонённый от равновесного положения, совершает колебания в плоскости, неподвижной в инерциальной системе отсчёта (в данном случае — системе отсчёта, «связанной» со звёздами).

Наблюдатель, находящийся на Земле и вращающийся вместе с нею, находится в неинерциальной (вращающейся) системе отсчёта и будет видеть, что плоскость колебаний маятника медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли.

На Северном или Южном полюсе Земли (ось вращения Земли лежит в плоскости колебаний маятника) плоскость колебаний маятника Фуко совершает поворот на 360° за звёздные сутки (на 15° за звёздный час), на экваторе (ось вращения Земли перпендикулярна плоскости колебаний маятника) плоскость колебаний маятника Фуко неподвижна, в произвольной точке с географической широтой j (угол между осью вращения Земли и плоскостью колебаний маятника ) скорость вращения плоскости колебаний идеального маятника Фуко ΩP (в градусах в звёздный час) относительно поверхности Земли составляет

Маятник Фуко на северном полюсе. Ось вращения Земли лежит в плоскости колебаний маятника

Для неидеального маятника Фуко скорость вращения плоскости колебаний зависит и от длины подвеса:

где  — амплитуда колебаний груза маятника;  — длина нити. Поэтому для демонстраций применяют маятники с максимально возможной длиной подвеса; так, в Исаакиевском соборе в Ленинграде демонстрировался маятник Фуко на подвесе длиной 98 м.

Действующий маятник Фуко в настоящее время есть Санкт-Петербургском планетарии. Длина его нити —8 метров.

Интересные факты

В одной из занимательных задач академика П. Л. Капицы предлагается решить следующую проблему:

Астрономические наблюдения показывают, что на планете Венера полная облачность, так что «жители» Венеры лишены возможности наблюдать небесные светила. Опишите, каким методом они могли бы точно измерить длину своих суток

Один из элементарных способов решения задачи это измерение длины суток при помощи маятника Фуко.

Маятник Фуко маятник, используемый для демонстраций, подтверждающих факт суточного вращения Земли.

Маятник представляет собой массивный груз, подвешенный на проволоке или нити, верхний конец которой укреплен (например, с помощью карданного шарнира) так, что позволяет маятнику качаться в любой вертикальной плоскости.

Чем длиннее подвес, тем лучше проходит опыт. Поэтому обычно такой маятник устанавливают в высоких соборах. Маятник Фуко имеется и в Московском планетарии.

Если маятник отклонить от вертикали и отпустить без начальной скорости, то, поскольку действующие на груз маятника силы тяжести и натяжения нити лежат всё время в плоскости качаний маятника и не могут вызвать её вращения, эта плоскость будет сохранять неизменное положение по отношению к звёздам (к инерциальной системе отсчёта, связанной со звёздами). Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с нею, будет видеть, что плоскость качаний маятника медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли. Этим и подтверждается факт суточного вращения Земли.

Угловая скорость видимого вращения плоскости колебаний маятника ω определяется известной формулой

ω= ω0sinφ

(где ω0 – угловая скорость вращения Земли вокруг собственной оси, φ – широта места опыта) и для умеренных широт очень мала (11 – 13 угловых секунд за 1с), что приводит к необходимости регистрации весьма малых углов поворота плоскости колебаний маятника, составляющих десятые доли градуса. Измерить такие углы можно по смещению тени от маятника, освещаемого узким пучком света.

Практическая часть :

Оборудование:

  1. Маятник (стальной шарик массой m=43г, подвешенный на нити длиной l=2м)

  2. Лазер полупроводниковый

  3. Собирающая линза с фокусным расстоянием 25 мм

  4. Экран

  5. Две измерительные шкалы

  6. Электромагнит

  7. Источник постоянного напряжения

  8. Графопроектор

На нить колеблющегося маятника направляют луч лазера. При совпадении плоскости падения луча с плоскостью колебаний маятника тень от нити наблюдается на экране как практически неподвижная линия.

При повороте этих плоскостей относительно друг друга вокруг оси, совпадающей с положением нити маятника при его равновесии, тень от нити периодически смещается в обе стороны от первоначального положения.

По величине смещения тени на экране можно судить о том, насколько плоскость колебаний маятника повёрнута относительно плоскости падения луча.

Опыт проводят так:

В тот момент, когда маятник находится в положении равновесия (точка O), совмещают с тенью нити на экране нулевую отметку O’ шкалы Ш1. Затем маятник отклоняют от положения равновесия примерно на 0,2 м и закрепляют электромагнитом (маятник фиксируется в точке Q).

Передвигая электромагнит опять совмещают положение тени нити с нулевой отметкой шкалы Ш1. Затем электромагнит выключают, и маятник приходит в колебательное движение (Q-Q’) в вертикальной плоскости, проходящей через точку O и источник света Л. При этом тень от нити остаётся на нулевой отметке шкалы.

С течением времени вследствие вращения Земли плоскость колебаний маятника поворачивается вокруг вертикали, проходящей через точку равновесия O. В результате тень нити на экране начинает периодически смещаться в обе стороны от нулевой отметки O’ синхронно с колебаниями маятника.

Положениям маятника P – P’ при амплитуде колебаний a соответствуют максимальные смещения тени H и H’, которые не равны друг другу. Из рис. 1,а видно, что максимальное смещение тени H достигается при приближении маятника к источнику света.

Смещение H тени связано с действительным максимальным отклонением h маятника от начальной плоскости колебаний отношением

=

Что следует из подобия соответствующих треугольников при условии малости угла поворота плоскости колебаний α (см. рис. 1,а). При этом можно полагать

h=asinα =atgα=a α

С учетом этого угол поворота плоскости колебаний можно вычислить по формуле

α =

из которой следует, что малый угол поворота плоскости колебаний пропорционален смещению H и (приблизительно) обратно пропорционален амплитуде колебаний маятника. Амплитуда может быть измерена с помощью шкалы Ш2, которую располагают возле маятника параллельно первоначальной плоскости его колебаний.

При демонстрации опыта можно непосредственно наблюдать и фиксировать значения смещений H и H’, которые интенсивно возрастают с течением времени, что и свидетельствует о вращении плоскости колебаний маятника.

По расположению большего и меньшего из этих смещений относительно нулевой отметки (точки O’) на шкале Ш1 можно сделать вывод и о направлении вращения плоскости колебаний.

При вращении плоскости колебаний по часовой стрелке большее смещение H располагается слева, а меньшее H справа от O. А поскольку именно так расположены смещения при проведении опыта, то, значит, и видимое вращение плоскости колебаний происходит по часовой стрелке.

Однако плоскость колебаний маятника в действительности сохраняет неизменное положение, следовательно, происходит вращение Земли в направлении, противоположном ранее указанному. Наблюдаемое изменение смещений H и H является наглядным показателем этого вращения.

При отработке демонстрационного эксперимента с маятником измерялись величины a и H.

Вычисления

В ходе измерений были получены следующие данные:

l= 4,5м

s= 0,91м

а = 0,07м

Н = 0,0065м

Вычислим угол поворота плоскости колебаний маятника

α =

Построим графики смещений

А) график смещения тени маятника

Б) график изменения амплитуды колебаний маятника

Выводы

  • Эти графики свидетельствуют о том, что смещение тени нити становится заметным уже в первую минуту наблюдения и в дальнейшем существенно возрастает, несмотря на некоторое уменьшение амплитуды колебаний. Это подтверждает возможность успешной реализации опыта Фуко в школьных условиях.

  • Предлагаемый опыт получается зрелищным и убедительным, осуществляется доступными средствами и занимает мало времени.

  • Приведённые выше параметры установки могут варьироваться в широких пределах.

    При недостаточных размерах помещения можно с помощью зеркала изменить направление хода луча на 90,, увеличив тем самым расстояние l (при этом направление видимого вращения плоскости колебаний изменится на противоположное). Размещая экран под углом к лучу, можно заметно увеличить максимальное смещение тени нити на экране.

  • Лазер нужно устанавливать на основании, нечувствительном к нагрузкам пола помещения, например на подоконнике.

Литература.

«Физика в школе» №6 1987 г.;

Бухгольц Н. Н., Основной курс теоретической механики, ч. 1, М., 1972, гл. 4, § 39;

Верин А., Опыт Фуко, Л. — М., 1934.

Интернет–энциклопедия «Wikipedia»

Источник: https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-eksperimentalnoe-dokazatelstvo-vrascheniya-zemli-3840424.html

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть