Honnan tudhatjuk, hogy tényleg egy gömb alakú, forgó Földön élünk? Még ma is vannak, akik megkérdőjelezik ezeket az állításokat, pedig régóta van kísérleti módszerünk ezeknek az igazolására.
A Föld közelítő átmérőjét már az ókorban is meg tudták becsülni a napfény beesési szögének vizsgálatából, de honnan lehet azt tudni, hogy a Föld forog és nem a Föld körül kering minden más?
Van egy nagyon egyszerű, szemléletes megoldás: valamit függesszünk fel a sarkok fölött és majd amint kiforog alóla a Föld, látni fogjuk, hogy az tényleg forog. Lehet, hogy viccesnek hangzik, de ezt a kísérletet tényleg meg is lehet csinálni, még ha finomításokkal is.
A kísérleti berendezést Foucault-ingának hívják és a 19. században fejlesztette ki egy francia fizikus.
Venni kell egy szép hosszú fonalat, amire egy minél nagyobb tömegű (és sűrűségű) golyót helyezünk. Golyót használunk, hogy minél kisebb legyen a légellenállás, valamint a felfüggesztésnél is igyekszünk minél kisebb súrlódásra törekedni. Így elérhetjük, hogy elég sokáig lengjen az inga ahhoz, hogy a Föld forgása észlelhető legyen. Az inga lengési síkja nem változik meg. A közel súrlódásmentes felfüggesztés biztosítja, hogy ne mozogjon együtt teljesen az inga az őt körülvevő térrel.
Szemléltetésképp gyakran szögskálát is helyeznek az inga alá, hogy érzékelhető legyen az, hogy tényleg „kifordul” az inga alól a Föld. Ehelyett lehet úgy is szemléltetni, hogy a gömb aljára egy hegyet szerelve homokba karcoljuk az inga mozgását, vagy épp dominókat dönt fel az inga egy kör mentén. Számos szép megoldást látni.
Az északi vagy déli sarkon közel egy nap alatt (~23 óra 56 perc 4 másodperc) megy látszólagosan egy teljes kört az inga lengési síkja, tehát az alatta lévő skálát figyelve óránként 15 fok változást láthatunk. Magyarországon ennél valamivel kisebb az elfordulás, óránként közel 11 fok. Ez is elég jól észlelhető.
Egyébként a szélességi fok függvényében az alábbi képlettel lehet az inga lengési síkjának elfordulását kiszámítani:
Magyarországon körülbelül a 47 fokos szélességen vagyunk, de akár az ingát megfigyelve is meg tudod határozni a helyzetedet! A különböző szélességi fokokon való mérések elvégzéséből ki lehet következtetni azt is, hogy a Föld gömb alakú, sőt azt is, hogy hol van a forgástengelye és hogy mekkora az átmérője.
Meglepően sok helyen találhatsz Foucault-ingákat, akár Magyarországon is. Jellemzően magas belmagasságú helyeken, például templomokban érdemes ilyeneket elhelyezni. Személy szerint én Szegeden a Fogadalmi templomban és a Víztoronyban is láttam ilyen szerkezetet. Ha te is látsz a környezetedben egy szép nagy ingát, akkor most már tudni fogod, hogy miért van ott!
Érdemes megjegyezni, hogy a Foucault-inga nem csak a Föld forgásának bebizonyítására alkalmas, hanem emellett remekül szemlélteti a forgó vonatkoztatási rendszerben fellépő tehetetlenségi erő, a Coriolis-erő működését. Távolról tekintve az történik, hogy a Föld kimozog az inga alól, de a Földről tekintve olyan, mintha egy erőhatás forgatná el az inga lengési síkját. Ugyanez az erőhatás nagyban befolyásolja a légköri légmozgásokat is! Az elv ugyanaz: a légkör alól is „kifordul” a Föld.
Kövess minket facebookon, hogy ne maradj le az újdonságokról!
