sábado, 15 de enero de 2011

El péndulo de Foucault

El joven Jean Bernard Léon Foucault (n. 18 de septiembre de 1819 – f. 11 de febrero de 1868) no empezó estudiando física, sino medicina, pero pronto demostró que sus dotes estarían mas cercanas a la experimentación física que no a la práctica medica.

INTRODUCCIÓN Y EXPLICACIÓN

En 1951 realizó quizás su experimento e invento mas importante y recordado (aunque desde luego no fuera el único que realizó). Delante de una gran cantidad de gente y en un lugar tan emblemático como el Pantheón de París demostró la rotación de la Tierra y además su sentido de giro.



Colocó el 26 de Marzo un péndulo con una bala de cañón de 26 kg colgada de un cable de acero de 67 m de largo. Observó que pese a no actuar sobre la bala mas que el peso y la tensión de la cuerda, la bala cambiaba su dirección de oscilación en sentido horario. Todavía hoy en el mausoleo de París se encuentra una réplica del experimento para deleite de todos.



Pero, ¿era la bala la que se movía? Si sobre la bala no actuaba ninguna otra fuerza que la tensión y el peso, ¿porque razón la bala no permanecía oscilando en la misma dirección? Este hecho podría estar en contra de la primera ley de Newton o ley de la Inercia. No obstante la respuesta estaba clara y la mecánica clásica no estaba errada. No había otra explicación posible: el suelo no estaba en reposo.

Un espectador desde una nave espacial (situado en un sistema de referencia lejos de la Tierra) vería como el péndulo se mueve en línea recta. No obstante nosotros desde la Tierra, estando en movimiento con ella, vemos como el péndulo se mueve impulsado por una fuerza imaginaria. Se trata de un movimiento aparente y ficticio debido al hecho de que nos movemos dentro de un sistema de referencia que está acelerado (un sistema de referencia no inercial), en este caso según una aceleración normal. El sentido de giro del péndulo (horario) es pues el contrario al de rotación de la Tierra (antihorario), obviamente desde el punto de vista de Foucault en París (ubicado en el hemisferio norte).



A esta fuerza ficticia se la ha denominado en múltiples ocasiones Fuerza de Coriolis y es la que puede explicar los sentidos de movimiento circular de grandes masas, como por ejemplo tornados (no el sentido de giro de la taza de water como sugerían en los Simpsons). En el hemisferio norte parece desviar los cuerpos hacia la derecha de su trayectoria y en el hemisferio sur hacia la izquierda.

EL EXPERIMENTO

Si no habeis entendido alguna de las partes explicadas en el artículo no os preocupéis, ahora os presento un fantástico vídeo de la UNED (Ciencia en Acción) donde queda magníficamente bien explicado por Miguel Cabrerizo, catedrático física aplicada de la Universidad de Granada, donde a la vez nos enseña un fantástico experimento realizado por él mismo para explicar, sin lugar a dudas, el famoso péndulo de Foucault y el efecto Coriolis:



Para finalizar una recomendación. Si alguna vez pasáis por París no dejéis de visitar el Pantheón. Quizás no es tan famoso como la Torre Eiffel o la Catedral de Notre-Dame pero e de visita obligada para todo aquel que le guste la física y la ciencia, no solo por el péndulo, sino por las tumbas de algunos de los mas grandes científicos de nuestro tiempo (como por ejemplo Marie Curie y Pierre Curie). Os dejo con algunas fotos de este fantástico lugar:

El Pantheón por dentro:



Yo mismo al lado del Péndulo de Foucault en el Pantheón de París:



El Pantheón por fuera:



La Tumba de Marie Curie:



Saludos

Sergio

Ampliación del artículo:

En referencia al Péndulo de Foucault, Cluster ha realizado una colaboración con el museo de la Ciencia de Valladolid para la realización de un vídeo explicativo sobre este experimento tan fantástico. El vídeo, así como la explicación de la colaboración la podéis encontrar en Cluster con el museo de la ciencia de Valladolid.

PD: Dedicado a mi mujer, Noe, un día antes de su cumpleaños.

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