Маятник Фуко на полюсе

               
                © Владимир Ерашов

         Давайте вообразим себе, что окружающий нас Мир состоит из вращающейся вокруг оси Земли , а все остальное вокруг неподвижно. Следовательно, в этом варианте могут существовать всего две системы отсчета, одна жестко связанная с вращающейся Землей, другая, связанная с неподвижным Миром. Первую систему будем называть внутренней, другую внешней. Теперь вообразим следующий мысленный эксперимент, точно на полюсе установим маятник Фуко, но испытаем два варианта:
1. Точка подвеса маятника жестко закреплена с Землей.
2. Точка подвеса маятника крепится к неподвижной (внешней) системе.
       В первом эксперименте, когда точка подвеса маятника жестко закреплена с Землей, взведем маятник для запуска (отклоним на 1метр от линии отвеса, тем самым на этот же метр маятник отклонится и от оси вращения Земли). Напомним читателям, мы маятник пока не запустили, а только возвели для запуска, следовательно, маятник остается неподвижным относительно вращающейся Земли. В тоже время относительно внешней системы маятник вращается (вместе с Землей) с угловой скоростью об/сут и имеет какую-то кинетическую энергию.
      Теперь мысленно закрепим точку подвеса маятника во внешней системе и тоже возведем для запуска на тот же условный метр от оси Земли. На этот раз маятник неподвижен относительно внешней системы, а относительно Земли он вращается с угловой скоростью об/сут.
      Спрашивается, как поведет себя маятник Фуко после запуска в первом и во втором вариантах? Если внешняя система никакого физического влияния на маятник не оказывает, то когда маятник крепится к Земле его плоскость колебаний по третьему закону Ньютона (закону инерции) должна оставаться и после пуска неподвижной относительно Земли. Это если внешняя система никакого физического влияния на маятник не оказывает. А если оказывает? Тогда плоскость качания маятника уже не должна оставаться неподвижной относительно Земли, а будет вращаться с какой-то скоростью, зависящей от коэффициента увлечения внешней среды. Заметим, на данный момент никакой теории не существует, которая способна предсказать коэффициент увлечения, не было этой теории и полтора столетия назад, когда Фуко только создал свой маятник. Тем не менее, Фуко смело предположил, что коэффициент увлечения внешней системы близок к единице, то есть на полюсе плоскость качания маятника останется неподвижной относительно внешней системы, а относительно Земли она будет вращаться с угловой скоростью об/сут. А теперь напомним читателям, что маятник, закрепленный на Земле, который расположен строго на полюсе и взведенный для пуска, имеет начальную нулевую кинетическую энергию относительно Земли и совершено определенную кинетическую энергию относительно внешней системы. Спрашивается, почему после пуска все должно поменяться с точностью до наоборот, во вращающейся системе координат кинетическая энергия маятника должна появиться, а во внешней неподвижной должна исчезнуть. По Фуко получается, что на полюсе и маятник, закрепленный на Земле, и маятник, закрепленный во вне, ведут себя одинаково, их плоскость качания неподвижна относительно внешней системы и вращается об/сут относительно Земли. Но это же парадокс, такого не может быть, чтобы энергия в одной системе координат бесследно исчезала, а появлялась бы в другой системе координат.
  Кто-то из читателей возразит, но Фуко опытным путем доказал, что плоскость качания маятника неподвижна во внешней системе, а в системе связанной с Землей вращается. Извините, уважаемые читатели, во-первых, теоретический парадокс не способен разрешить никакой опыт, а во-вторых, мои опыты с маятниками дают совершенно другой результат, отличный от опытов Фуко. О чем я и доложил Академии наук в своем открытом письме, но ответа на него пока не получил. Хотелось бы узнать мнение читателей на этот счет.
                27.09.2015г.

      


Рецензии
Владимир, тема не простая учитывая, у меня нет абсолютно способности к представлению объектов. Поэтому если вам не трудно объясните мне по ступенькам, эти опыты. Начиная с маятника Фуко на полюсе, подвешенного в арке. Точка подвеса жёсткая, или силовая линия может вращаться в подвесе??? Я не представляю себе, того, как сможет сохраняться плоскость качания, если подвес жёсткий . По идее, при повороте арки через жёсткий подвес будет закручиваться силовая линия (леска или проволока), и опыт провалится.

Игорь Табакаев   21.04.2016 12:01     Заявить о нарушении
Если арку на полюсе поворачивать вдогонку тени от солнечных часов, то получится система подвеса неподвижная относительно вращения земли. По идее, маятник там будет бултыхаться на одной отметке. Какие тут возможны варианты по вашему мнению?

Игорь Табакаев   21.04.2016 12:53   Заявить о нарушении
Уважаемый Игорь!
Во-первых, в статье делается упор на мысленные эксперименты, то есть предполагается, что побочные эффекты исключены по определению.
Во-вторых, реальные эксперименты с телами, подвешенными на швейной нити показывают, что в этом варианте закручивающий момент исчезающе мал. Например, фабричная закрутка нити раскручивается пол дня, причем, тело легко проскакивает положение равновесия и закручивается в обратную сторону, и так долго и "больно", чутли не до бесконечности. Для сравнения, тело подвешенное на тонкой проволоке даже при приложении значительных усилий делает меньше десятка оборотов в одну сторону, естественно, еще меньше в обратную. Короче, на проволоке торсионный маятник имеет период колебаний в десятки-сотни тысяч раз меньший, чем на нити. А вот очень тонкие эксперименты лучше всего проводить на паутине, там момент сопротивления закручиванию еще на несколько порядков меньше, чем на нити.

С уважением - Владимир

Владимир Ерашов   22.04.2016 22:20   Заявить о нарушении
На это произведение написано 6 рецензий, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.