Universidad de PanamáFacultad de Ciencias Naturales,

Exactas y TecnologíaEscuela de Docencia de Matemática

Curso:

Ciencias del Espacio y de la Tierra

(Fis 303)

Guía Didáctica

Péndulo de Foucault

Elaborada por:

Castillo, Vivian 8 - 523 - 361

Quintero, Delfina 8 - 350 – 584

Ríos, Julio 8 - 830 - 593

Vásquez, Maythe 8 - 839 – 1669

Profesor:

Vicente Forero Villao

II Semestre 2 010

“Ciudad universitaria Octavio Méndez Pereira”

¿QUÉ TIENE QUE VER EL PÉNDULO DE DE FOUCAULT CON EL MOVIMIENTO DE ROTACIÓN DE LA TIERRA?

INTRODUCCIÓN

En 1851 Jean León Foucault, científico Francés apoyado en una de las leyes de Isaac Newton, realizó el siguiente experimento: Colgó una bala de cañón desde el techo de una iglesia en París, en el extremo de la bala había puesto una punta para que cuando el péndulo se moviera rosara el suelo y marcara una línea, el péndulo seguía moviéndose pero la siguiente línea que marcaba estaba a un lado de la anterior, de esta manera se comprobaba la ley de Newton que dice: “Si un objeto se mueve en línea recta no cambiara su“Si un objeto se mueve en línea recta no cambiara su camino a menos que otra fuerza la desvié”.camino a menos que otra fuerza la desvié”. En el experimento de Foucault el objeto que se mueve en línea recta es el péndulo cuya trayectoria no cambia, entonces porqué el péndulo marcaba líneas en diferentes lugares, según Foucault lo que se observa era que como el piso, el edificio y en definitiva toda la tierra gira mientras el péndulo mantiene continuamente sus movimientos en la misma dirección.

OBJETIVO DEL PROYECTO: Demostrar el movimiento rotatorio de la tierra.

Guía del Proyecto

“El Péndulo”

Para comprender bien el funcionamiento del péndulo de Foucault es conveniente que construyas alguna maqueta para que puedas experimentar por ti mismo, sólo debemos recordar que cuando un cuerpo se mueve sobre la superficie de la Tierra está sometido a dos fuerzas la fuerza centrífuga y la fuerza de Coriolis. La fuerza de Coriolis es la responsable de la rotación del plano del péndulo de Foucault.

El péndulo consiste en una masa sostenida por un cable, que se mantiene en movimiento. Al estar bajo estas condiciones, el plano de oscilación gira lentamente respecto a una línea trazada en la tierra, aun cuando la tensión del alambre que soporta a la masa y fuerza gravitacional sobre ella, se encuentran en un plano vertical.

La maqueta pretende simular la situación que se observaría en los polos; el plano de oscilación sería invariable para un observador espacial, pero giraría 360° para un observador anclado en Tierra. Se demostrará la invariabilidad del plano de oscilación aunque el suelo de la maqueta gire.

Algunas sorprendentes curiosidades que debes tener en cuenta en el funcionamiento del péndulo de Foucault son:

El tiempo de giro del péndulo es proporcional al seno de la latitud del lugar en que se encuentre.

El tiempo que tarda el péndulo en completar el círculo girando depende de la latitud en que se encuentre, siendo proporcional al seno de la latitud del lugar en que se encuentre … por ejemplo en Madrid ese tiempo es de unas 37 horas.

Un péndulo colocado en el ecuador no gira nunca Un péndulo que situáramos en el polo norte giraría exactamente

una vez al día, 24 horas, su continuo y pulsado impulso lo ejerce un electroimán que evita que se detenga.

MATERIALES:

Plywood de 24 pulgadas Tornillos de jipson Varilla de acero de 1” Pintura en spray (celeste,

blanca y negra) Motor eléctrico de 110 V Bola de plástico (rellenada

con arena) Lámina de A.C.M. de 36

pulgadas Silicón

INSTRUCCIONES:

Cortamos la plataforma de A.C.M., la cual armamos de forma cuadrada y reforzamos con silicón para que no se callera al colocarle la plataforma de madera.

Cortamos la madera en forma circular para que se asemeje al planeta tierra, con la medida de 24 pulgadas de diámetro y la pintamos con spray de color celeste y blanco.

Lámina de A.C.M. recortada en forma cuadrada

Reforzada con silicón

Cortamos las dos varillas (una 12 pulgadas y la otra 15 pulgadas), las unimos con soldadura en el extremo superior formando una L invertida.

Madera

24 pulgadas

Luego el motor se lo atornillamos a la superficie cuadrada de A.C.M. y se le hizo las conexiones necesarias para que funcione con corriente eléctrica.

Unimos con soldadura

15 pulgadas

12 pulgadas

Atornillamos el motor eléctrico a la plataforma cuadrada de A.C.M. (en la parte interior)

Colocamos la plataforma redonda de madera sobre la plataforma cuadrada de A.C.M., le atornillamos la L invertida en unos de los extremos a la plataforma redonda y colgamos la bola plástica (rellena con arena).

Vista superior de la plataforma con el motor colocado en la parte interior

Sólo debe resaltar esta parte del motor que hará girar la madera.

Lado plano

Lado plano

Los lados planos de las dos piezas deben coincidir, para que el motor haga girar la tabla. Si la tabla no gira verifique que las piezas estén bien colocadas.

La plataforma redonda debe girar al enchufar el motor y así le damos un leve empuje a la bola; y ya podemos verificar lo que descubrió Foucault: El movimiento de rotación de la tierra.El movimiento de rotación de la tierra.

Atornillamos la L invertida a la plataforma circular.

Colgamos la bola plástica que está rellena de arena.

COSTO DE LOS MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL PÉNDULO

Artículos Precios (B/.)Lámina de ACM de 36 pulgadas 4,50Un pedazo de Plywoot de 24 pulgadas 2,00Un motor de 110 V, fuerza 6RM 9,68Pintura en Spray (Celeste, negra, blanca) 6,006 tornillos de una pulgada 1,00Una varilla de acero de una pulgada grosor 3,98Silicón, hilo de Nylon y bola plástica 2,95Costo Total 30.11

BIBLIOGRAFÍA

http://neuro.qi.fcen.uba.ar/ricuti/foucault/explicacion.html

http://sinolodigorevientas.blogspot.com/2009/11/el-pendulo-de-foucault-la-prueba.html