Pendolo di Focoult, la legge di Ferrel e la forza di Coriolis

IL PENDOLO DI FOUCAULT:
Anche il francese Foucault dimostrò pubblicamente il moto di rotazione della terra. Egli eseguì un esperimento pubblico al Pantheon di Parigi. Qui egli fece portare una enorme sfera di ottone di 28 Kg e l’appese tramite un filo lungo 67 m ad un perno girevole posizionato sulla volta della cupola. Il filo era talmente lungo tanto che la sfera sfiorava il terreno e quindi cosparse il piano al di sotto della sfera di sabbia mettendo una punta sull’estremità della sfera per fare in modo che essa durante il movimento ondulatorio segnasse il terreno.

Dato che era assodato allora che il pendolo mantenesse il suo movimento ondulatorio sempre costante ci si aspettava, tranne Foucault che l’aveva intuito, che il pendolo tracciasse periodicamente lo stesso solco. Ma si notò che i solchi del pendolo si spostavano sempre più verso est come se il piano di oscillazione si spostasse verso est in senso orario. Dato che non era il pendolo a ruotare verso est se ne dedusse che era il pavimento al di sotto del pendolo a muoversi in senso antiorario. La rotazione di 360° xò si ebbe in 32 ore e non in 24 come ci si aspettava. Questo perché…se avessimo eseguito quest’esperimento al polo nord dove l’asse terrestre coincide con la verticale (la linea intorno a cui oscilla il pendolo) si sarebbe ottenuta una rotazione in 24 ore. A Parigi invece trovandosi a 48° di latitudine Nord, la verticale del pendolo e l’asse terrestre non coincidono ma formano un angolo di 42°. Il piano di oscillazione quindi ruota apparentemente con una velocità angolare più lenta. All’equatore l’asse intorno a cui oscilla il pendolo è perpendicolare all’asse terrestre per cui la rotazione è nulla.
Alternarsi del Dì e della Notte:
Una delle conseguenze del moto di rotazione della terra è l’alternarsi del giorno e della notte. I raggi luminosi del sole giungono alla terra in maniera parallela tra di loro( qst per la loro immensa distanza dalla terra) e ne illuminano solo un emisfero lasciando buio l’altro emisfero. I due emisferi sembrerebbero divisi da una circonferenza che continuamente sembra muoversi sulla terra definita circolo di illuminazione che è una fascia di una certa ampiezza: infatti noi notiamo che nonostante il sole sia già calato all’orizzonte vediamo il cielo scurirsi gradualmente e non bruscamente. Questo fenomeno di prolungamento del giorno prima dell’alba e dopo il tramonto è definito crepuscolo ed è dovuto alla presenza dell’atmosfera che tramite il fenomeno della rifrazione cattura i raggi solari e li rimanda verso il basso riuscendo ad illuminare una parte della superficie terrestre che dovrebbe essere al buio. La durata del crepuscolo varia con la latitudine: è maggiore ai poli dove può durare l’intera notte mentre è minore all’equatore: massimo 20 minuti.
Legge di Ferrel e forza di Coriolis:
Un altro effetto della rotazione terrestre è la legge di Ferrell secondo cui:
A causa del moto di rotazione un corpo che si muove sulla superficie terrestre subisce rispetto alla direzione di marcia, uno spostamento verso destra se si trova nell’emisfero boreale, verso sinistra se si trova in quello australe. Questo perché: in pratica noi sappiamo che ogni parallelo ha una velocità lineare diversa: maggiore è se ci avviciniamo all’equatore e minore sarà se ci avviciniamo ai poli. Se un corpo si sposta da un punto ad un altro di diversa latitudine tende a mantenere per inerzia la velocità lineare del punto in cui si trovava prima dello spostamento. Adesso se esso si sposta verso i poli andrà verso punti che avranno velocità lineare sempre minore rispetto al punto in cui si trovava e di conseguenza sarà di anticipo rispetto ad essi; di conseguenza andando verso l’equatore andrà verso punti a velocità lineare maggiore e quindi si troverà in ritardo verso essi. In entrambi i casi il corpo verrà deviato verso destra nel nostro emisfero, verso sinistra nell’emisfero australe, sotto la forza detta Forza di Coriolis. In realtà non è il corpo a deviare la sua direzione ma è la terra che al di sotto del corpo ruota a velocità lineare maggiore o minore.