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domingo, octubre 14, 2012

Post Vintage (25): La rotación visible

El péndulo de Foucault representa la forma más clara y directa de demostrar que la Tierra gira sobre si misma.

Familiar para cualquiera que visita un museo de la ciencia aunque posiblemente no siempre bien entendido para aquellos que lo observan...un péndulo de grandes dimensiones que va rotando lentamente a lo largo del día, en un desplazamiento circular que va derribando unas pequeñas barras que rodean la estructura y que sirven para dejar constancia hasta que punto se ha desplazado su plano de oscilación a lo largo del tiempo.¿Cual es la utilidad de semejante ingenio? Nada menos que demostrar de forma directa la rotación de nuestro planeta.

Porqué quién esta realmente girando no es el péndulo, sino el resto del planeta. Resulta divertido pensar que somos las personas que nos arremolinamos a verlo los que nos estamos moviendo a su alrededor y no al revés, que es nuestra primera y comprensible primera impresión, pero así es.

La rotación de la Tierra era un fenómeno conocido y aceptado, pero las "pruebas" eran todas indirectas, como podía ser el desplazamiento mismo de la bóveda celeste y el Sol...fue Jean Bernard Léon Foucault el primero que ofreció al mundo, en 1851, una prueba directa y mediblea partir de un fenómeno ya observado con anterioridad, aunque hasta ese momento nadie había asociado con el giro de la Tierra: El desplazamiento del plano de oscilación de un péndulo con el paso del tiempo.

Foucault situó un péndulo sobre una plataforma que podía girar libremente sobre si misma y constató que no importaba el movimiento de esta última, siempre oscilaba en un mismo plano...si apuntaba hacia un objeto concreto mantenía esa misma dirección, independientemente de la rotación de dicha plataforma. Foucault no tardó en hacer un razonamiento brillante: Si extrapolaramos esa situación y considerábamos a toda la Tierra como una "plataforma", eso explicaría el desplazamiento observado en los péndulos..no serían ellos sino el planeta el que rota.

A pricipios de 1851 realizó las primeras demostraciones...primero en el sótano de su casa con un péndulo de 2 metros de longitud y una pesa de 5 kg, después en la Sala Meridienne del Observatorio de Paris por invitación de su director, François Jean Dominique Arago,donde Foucault explicó su hallazgo en público mediante un péndulo de 11 Metros. La Academia de Ciencias Francesa envió invitaciones con un más que revelador y claro título: "Esta usted invitado a ver como gira la Tierra, en la sala central del Observatorio de Paris".

Finalmente, fruto del interés y expectación levantada, Louis-Napoleon Bonaparte (futuro Napoleon III) solicitó una demostración en el emblemático Panteon de Paris...alli, con un péndulo de 67 Metros dotado de un peso de 28 Kg, Foucault dejó impresionados a los presentes, que no estaban observando la lenta rotación de un péndulo..sino la de La Tierra misma sobre la que se encontraban. El propio Louis-Napoleon quedo tan encantado que como agradecimiento le concedió una posición como físico del Observatorio.

A partir de ese momento los ahora  llamados Pendulos de Foucault se extendieron rapidamente llegando hasta nuestros días, donde dificilmente se puede encontrar un museo de Ciencia que no disponga de uno de estos reveladores aparatos...y no solo en estos centros de saber: El edificio central de las Naciones Unidas alberga uno de ellos, compuesto de una esfera bañada en Oro de 90 kg de peso, 30 Centímetros de diámetro y suspendido de un cable de 23 Metros.

Estos no utilizan ninguna fuerza motriz y para contrarrestar la inevitable pérdida de energía por la fricción del aire, actualmente se crean pequeños campos electromagnéticos en la base, consiguiendo una oscilación continua sin intervención humana o mecánica. El tiempo que tardan los péndulos en completar una rotación (aunque recordemos que lo que ocurre es justo lo contrario) dependen de su situación geográfica, 24 Horas para uno que se situara justo en los polos y tardando cada vez más hasta llegar al Ecuador, donde no se produce este desplazamiento...asi, por ejemplo, el que esta instalado en el Museo de las ciencias de Valencia (uno de los mayores del mundo) tarda unas 34 Horas en dar una vuelta completa.

Foucault resumió lo que sentia ante este descubrimiento con unas palabras que siguen siendo totalmente vigentes:"El fenómeno se desarrolla con calma; es inevitable, irresistible..Viendolo nacer y crecer, nos damos cuenta de que no está en la mano del observador acelerarlo o frenarlo..Todo el mundo, en su presencia..se queda pensativo y callado durante unos instantes y por lo general se va con una sensación más apremiante e intensa de nuestra incesante movilidad en el espacio". Una reflexión que todos debemos hacer cuando nos encontramos ante uno de ellos.Solo así comprenderemos en toda su magnitud lo que estamos viendo...

El movimiento de un Péndulo de Foucault a cámara rápida,

Explicando las fuerzas que se esconden detrás de su movimiento.

El experimento de Foucault en el Pantheón de París.

Un esquema del movimiento real del Péndulo situado en el Pantheón de París, en azul, y tal como se observa, en verde.

El funcionamiento de un péndulo de Foucaul, con la Tierra actuando como la plataforma móvi.

Péndulo de Foucault

Historias de la Ciencia: El pendulo de Foucault

El péndulo de Foucault

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