struka(e): fizika
ilustracija
FOUCAULTOVO NJIHALO, prikaz pokusa iz 1851. u pariškom Panthéonu

Foucaultovo njihalo [fukọ'~] (po Léonu Foucaultu), pokus koji zorno pokazuje da se Zemlja vrti i da na tijela u njezinu rotirajućem sustavu djeluju centrifugalna i Coriolisova sila. Foucault je pokus izveo 1851. u pariškom Panthéonu. Njihalo je imalo žičanu nit dugu 70 m, željeznu kuglu mase 28 kg, a period njihanja iznosio je 17 sekundi. Kugla je na donjem kraju imala šiljak, koji je u pijesku na horizontalnoj podlozi ispod njihala ocrtavao putanju i zakret ravnine njihanja. Kad njihalo miruje, na nj osim gravitacijske djeluje samo centrifugalna sila Fcf = m · ωZ² RZ cos φ, gdje je m masa tijela, ωZ kutna brzina Zemlje, RZ polumjer Zemlje i φ geografska širina mjesta na kojem se pokus izvodi.

Kada se njihalo njiše, ima relativnu brzinu vr prema Zemljinoj površini te na nj djeluje i Coriolisova sila FC = 2mvr × ωZ. Premda je Coriolisova sila puno manja od centrifugalne (FC << Fcf), djeluje kao smetnja stacionarnoga gibanja i zakreće ravninu njihanja. Brzina zakretanja ravnine njihala ω′ opisuje se relacijom: ω′ = ωpol · sin φ, gdje je ωpol brzina zakretanja na polu. Na polu se ravnina njihanja zakrene za 360° za 24 sata, tj. 15° po jednome satu.

Za geografsku širinu Zagreba (φ = 45°49′, polumjer Zemlje RZ ≅ 6400 km i kutna brzina Zemlje ωZ = 7,3 · 10–5 s–1) centrifugalno ubrzanje acf = ωZ² RZ cos φ = 0,024 ms–2, preko dva reda veličine manje je od gravitacijskoga ubrzanja g = 9,81 ms–2. Jednostavnim računanjem proizlazi da će se nit njihala bilo koje mase otkloniti tek 0,1° (desetinku stupnja) kada ono miruje. Na Fakultetu elektrotehnike i računarstva u Zagrebu Foucaultov se pokus tradicionalno pokazuje studentima prve godine studija, s njihalom duljine l ≅ 6 m, mase kugle m ≅ 6 kg i perioda T ≅ 5 s. Ravnina njihanja se zakreće oko 11° po satu pa bi u smjeru kazaljke na satu za približno 33 sata napravila puni krug.

Na ekvatoru je zakret ravnine Foucaultova njihala 0° jer okomita komponenta vektora kutne brzine Zemljine vrtnje, koja djelujući okomito na ravninu njihanja stvara Coriolisovu silu, ima na ekvatoru vrijednost nula.

Citiranje:

Foucaultovo njihalo. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2013. – 2024. Pristupljeno 20.6.2024. <https://www.enciklopedija.hr/clanak/foucaultovo-njihalo>.