作业帮傅科摆的问题为什么说当傅科摆摆许多时间后会变成两个相对的扇形呢?这和地球在自转有什么联系?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/06 03:49:18
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傅科摆的问题为什么说当傅科摆摆许多时间后会变成两个相对的扇形呢?这和地球在自转有什么联系?
傅科摆的问题
为什么说当傅科摆摆许多时间后会变成两个相对的扇形呢?这和地球在自转有什么联系?
傅科摆的问题为什么说当傅科摆摆许多时间后会变成两个相对的扇形呢?这和地球在自转有什么联系?
1851年,法国物理学家让·傅科在巴黎国葬院安放了一个钟摆装置,摆的长度为67米,底部的摆锤是重28千克的铁球,在铁球的下方镶嵌了一枚细长的尖针.这个巨大的装置是用来做什么的呢?原来,傅科要证明地球的自转.他设想,当钟摆摆动时,在没有外力的作用下,它将保持固定的摆动方向.如果地球在转动,那么钟摆下方的地面将旋转,而悬在空中的摆具有保持原来摆动方向的趋势,对于观察者来说,钟摆的摆动方向将会相对于地面发生变化.原理想通了,实验却并不好做.由于钟摆方向的改变是细微的,所以稍强一些的气流就会使实验结果发生变化.由于摆臂越长,实验效果越明显,所以为了观察到方向的改变,实验地点一定要设置在顶棚很高的厅堂中,顶棚用来悬挂钟摆.傅科最后选择了巴黎高耸的国葬院作为实验场所,并在摆的下放安置了一个沙盘.在摆运动时,摆尖会在沙盘上划出一道道的痕迹,从而记录了摆动方向.
实验的结果与傅科的设想完全吻合,摆的摆动显示为由东向西的、缓慢而持续的方向旋转.傅科的演示直接证明了地球自西向东的自转,所以人们称呼实验中的钟摆为“傅科摆”,当时的法国政府还向傅科颁发了荣誉骑士五级勋章,以表彰他的科学贡献.傅科的实验引发了全世界的一股实验热潮,各地的人们纷纷效仿傅科,用长长的钟摆来揭示地球的自转.人们发现,在地球的两极,傅科摆的摆动平面24小时转一圈,而在赤道上,傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与赤道之间的区域,傅科摆方向的旋转速度介于两者之间.
地球每24小时自转一周,由于赤道的周长约4万千米,因此人们有“坐地日行八万里”的说法.在赤道上的一点,速度是每秒接近500米,这是子弹出膛时的速度.我们像子弹一样地飞驰,却没有一丝感觉,是由于在惯性的影响下,周围的物体都跟随地球高速转动,彼此之间倒是不即不离.不识地球的庐山真面目,只缘我们身在此山中.
前面提到,傅科摆在地球的不同地点旋转的速度是不同的,这说明了地球表面不同地点的线速度不同,因此,傅科摆不仅能够验证地球自转,它也可以用于发现摆所处的纬度.