Маятник Фуко - парадоксы теории

               
                © Ерашов В.М.

     По имеющейся теории считается, что маятник Фуко совершает суточное вращение плоскости колебаний благодаря силе Кориолиса. А так ли это?
   Есть фундаментальная теорема, работа сил в потенциальном поле по замкнутому контуру равна нулю. От сюда вытекает, что и изменения скорости системы равны нулю и путь пройденный системой равен нулю. Гравитационное поле – самое что ни есть потенциальное поле, а маятник Фуко, колеблясь, движется по замкнутому контуру. Следовательно, и действие силы Кориолиса на него равно нулю. Таким образом, существующая теория в корне противоречит фундаментальным принципам современной науки.
  Еще один момент, который мы должны отметить, если установить маятник Фуко на Северном полюсе и взвести маятник. Шар маятника на величину амплитуды колебаний отклонится от оси вращения Земли и приобретет кинетическую энергию ее вращения. Далее отпустим шар в свободные колебания, он должен колебаться в плоскости минимальной энергии, то есть в плоскости жестко связанной с вращающейся Землей и плоскость его колебаний не будет поворачиваться относительно Земли, вернее она будет поворачиваться вместе с Землей. А чтобы маятник совершал видимое вращение (находящемуся на Земле человеку) на маятник Фуко должна действовать какая-то дополнительная сила, но не центробежная сила вращения Земли, которая, как мы определили, источником вращения плоскости маятника служить не может. Центробежная сила  только способна сдвинуть точку равновесия маятника в сторону от отвеса, направленного на центр тяжести Земли, но вращательного движения маятнику она не создает.
      Далее рассмотрим еще один момент, если на том же Северном полюсе выкопать мысленный глубокий колодец и опустить в него длинный отвес. Если бы Земля в Космосе находилась одна, то не смотря на вращение Земли, отвес всегда был бы направлен строго к центру масс и ни каких колебаний не совершал. Это еще раз доказывает, что центробежная сила маятник Фуко не раскачивает и не вращает его плоскость колебаний. Но в Космосе помимо Земли есть еще и другие тела, например Луна. Давайте посмотрим, как будет действовать Луна на длинный гипотетический отвес, который мы разместили на полюсе. Теперь отвес будет направлен не строго к центру масс  Земли, а в точку притяжения системы Земля-Луна, которая всегда должна находиться на прямой, соединяющей центры масс Земли и Луны, но отстоять от того же центра  масс Земли на расстояние пропорциональное силе притяжения Луны. Реально такая точка будет отстоять от центра масс Земли всего на несколько десятков метров . И это точка будет совершать суточное вращательное движение относительно центра Земли. Правда, длину суток в этом случае нужно брать не солнечную, а лунную, которая равна 24 часа 50 минут. Таким образом мы установили, что присутствие Луны заставляет конец отвеса на полюсе Земли совершать вращательное движение против часовой стрелки с периодом в лунные сутки. А так как отвес – это тот же маятник Фуко, только не взведенный, мы установили, что конец  любого подвесного маятника на полюсе совершает вращательное движение с периодом в лунные сутки. Обратите внимание, маятник Фуко по принятой теории на полюсе совершает вращательное движение с периодом в солнечные сутки, а по нашей в лунные сутки. Еще отметим, какой бы теорией мы не придерживались, влияние Луны на поворот плоскости качания маятника Фуко однозначно существует, так как сила притяжения Луны – это вещь реальная. Другое дело, на сколько эта сила чувствительна для маятника Фуко, может оказаться, что на практике она мизерна, расчеты мы не проводили, и не может быть реальным источником вращения плоскости маятника Фуко (искусственного). Почему мы ввели слово искусственный? Дело в том, что сама Земля является  естественным маятником, ось вращения совершает колебательные движения относительно центра тяжести, как метроном, в том числе и с периодом в лунные сутки. Вот Земля то точно лунное притяжение чувствует и главный ее маятник колеблется в такт движению Луны, совершая тем самым вынужденные колебания. Напомним, кроме вынужденных колебаний есть еще и собственные колебания полюсов Земли с частотой Чандлера (428-430 сут.), но собственные колебания обладают очень большой частотой, чтобы влиять на скорость вращения плоскости колебаний искуственных маятников Фуко. Нас пока будут интересовать только вынужденные колебания с частотой близкой к суточной. Мы установили, что Земля совершает вынужденные колебания (вращательные) полюсов под действием притяжения Луны с периодом в лунные сутки. Если на Земле установить искусственный маятник Фуко, то на его колебаниях должны сказываться суточные колебания полюсов Земли, вот они и могут заставить вращаться плоскость колебаний маятника Фуко. Причем, зависимость скорости вращения маятника Фуко как в существующей теории, так и в предлагаемой зависит от синуса угла между осью вращения Земли и местом расположения маятника. То есть и по нашей теории на экваторе маятник Фуко вращаться не будет, но по нашей теории он получит вынужденную раскачку в плоскости экватора, то есть такой маятник способен раскачаться без сообщения энергии человеком, энергией маятник снабдит Луна.
   Мы учли только влияние притяжения Луны, нужно учитывать еще и притяжение Солнца, хотя на земные процессы оно влияет в 2,3 раза слабее лунного, но оно существенно. Притяжение Солнца вращает плоскость колебаний маятника Фуко с периодом в солнечные сутки. Когда Земля, Луна и Солнце выстраиваются на одной лини, период солнечных колебаний совпадает с периодом лунных колебаний, в такие моменты маятник Фуко может ускорять скорость вращения плоскости колебаний. Не это ли явление обнаружил Морис Аллэ в 1954 году? Хотя мы не исключаем, что эффект Мориса Эллэ может заключать в себе и другие, пока не известные науке явления. Например, мы в будущем планируем рассмотреть влияние магнитного поля  на скорость вращения плоскости колебаний маятника Фуко, но это будет уже в других статьях.  Пока  ограничимся изложенным материалом.
    В этой работе мы изложили альтернативную теорию вращения плоскости колебаний маятника Фуко. Выделим отдельно, мы не отрицаем наличие ускорения Кориолиса и влияние его на отдельные стадии раскачивания маятника, но утверждаем, что в целом за цикл (это утверждает теорема о работе в потенциальном поле по замкнутому контуру) работа силы Кориолиса равна нулю. Еще выделим, по существующей теории скорость вращения маятника на полюсе равна один оборот за солнечные сутки, то есть за 24 часа, а по нашей теории равна лунным суткам 24 часа 50 минут. Отметим и один очень любопытный момент, если придерживаться традиционной теории, то на Земле должна быть широта, где скорость вращения маятника силой Кориолиса совпадает с частотой вынужденных колебаний, то есть с лунными сутками, назовем эту зону зоной резонанса. Расчеты показывают, что такая зона размещается не очень далеко от полюса и на повседневной жизни мало сказывается, так как она находится в мало обитаемой зоне, причем под вечным льдом, что мешает разгуляться океаническим волнам, если только внутренним, что может представлять опасность для подводных лодок. Но по логике вещей должна быть и следующая резонансная зона, где скорость вращения маятника равна удвоенным лунным суткам, собственные колебания совпадают с вынужденными через раз. В такой зоне колебания океана (они тоже в какой-то степени маятник Фуко) могут входить в резонанс с циркуляцией точки лунного притяжения. В этой зоне и сейсмическая активность должна быть повышенной. Таким образом данная работа предоставляет ученым право выбора, либо принять альтернативную теорию, либо придерживаться старой, но тогда искать на Земле зоны резонанса.
                Первоисточники
1. А.Н. Матвеев «Механика и теория относительности» , М, 1976.
2. «Проблемы с маятником Фуко» http://qaxa.ru/zemla-luna/420-2010-02-03-16-41-48.html
                11.06.2015г.

    Вчера, размещая работу, меня раздирали сомнения, исходя из ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ теоремы работы сил в потенциальном поле по замкнутому контуру вращения плоскости колебаний маятника Фуко силой Кориолиса не должно быть, а они как бы есть, причем для Северного полушария это вращение антициклоническое. Напомним в антициклоне воздушные массы опускаются и их Кориолисово ускарение закрусивает по часовой стрелке, тогда как в циклоне воздушные массы поднимаются и их Кориолисово ускорение закручивает против часовой стрелки (разговор ведем про Северное полушарие). Когда воздушные массы не поднимаются и не опускаются, а просто движутся в каком-то направлении, неважно в каком, Коориолисово ускорение себя не проявляет, и по теории его не должно быть. Маятник Фуко то поднимается, то опускается, значит его Кориолисово ускорение закручивает то в одну сторону, то в другую. В результате, если изменения высоты не происходит, то общий эффект должен быть нулевым, то есть маятник не должен вращаться за счет Кориолисова ускорения( как мы выяснили выше, его могут вращать другие силы, правда период тогда будет прапорционален лунным суткам, а не солнечным). Но если вопреки всему Кориолисово ускорение вращает маятник с антициклонической закруткой (маятник опускается), тогда вывод следующий - Земля на данном историческом этапе СЖИМАЕТСЯ (!).
                12.06.2015Г.