O Pêndulo de Foucault

Uma breve história do pêndulo de Foucault.

Um dos experimentos mais famosos de Foucault, no entanto, é admirável até hoje por sua simplicidade: ele demonstrou experimentalmente que a Terra gira! Evidentemente, isso já não era posto em dúvida desde Galileu, mas tal movimento havia sido apenas deduzido, não demonstrado. Foucault simplesmente construiu um pêndulo e fê-lo manter-se oscilando. Com o passar das horas, o plano de oscilação própria do pêndulo parecia deslocar-se. Na verdade ocorria o contrário: a base, a superfície da Terra, é que se movia sob ele. Nos polos, o pêndulo de Foucault faz uma volta completa em um dia. Em uma cidade como São Paulo, situada à latitude de 20º 30', em 24 h o pêndulo gira apenas de 144º.

Hoje, o pêndulo de Foucault serve principalmente no estudo da física experimental e como curiosidade, sendo montado em lugares especialmente preparados. Sua construção é extraordinariamente simples, sendo que toda a evolução que recebeu a partir da concepção original de Foucault consiste apenas em melhoramentos superficiais. Uma das modificações foi a introdução de um sistema de excitação, destinado a fornecer, de tempos em tempos, a energia que o pêndulo perde em cada ciclo para vencer a resistência do ar, e também o atrito que o cabo de suspensão encontra ao flexionar-se. Geralmente, seu comprimento é muito grande, e isso tem uma razão: quanto maior o comprimento do pêndulo, tanto menor é o número de oscilações que ele executa por segundo. Em outras palavras, sua velocidade e a consequente resistência do ar são menores. A massa do corpo suspenso não influi no período; é conveniente, contudo, que ela seja razoavelmente elevada para que o fio de suspensão se mantenha sempre firmemente esticado. O formato do corpo deve ser esférico, o que garante melhor estabilidade. Para marcar o movimento de rotação, Foucault empregou um quadrante, sobre o qual estava montado o pêndulo. Montagens mais fáceis empregam um prato contendo areia, no qual uma agulha presa à parte inferior do corpo traça linhas, à medida que o pêndulo oscila e muda de plano de oscilação. Não é um processo muito recomendável, uma vez que, para cavar a areia, o pêndulo despende energia, à custa do movimento. Todavia se o comprimento do pêndulo e a massa de corpo suspenso forem suficientemente grandes, essa perda de energia é mínima e não chega a comprometer o processo. O pêndulo, então, pode manter-se oscilando, podendo o movimento durar até alguns dias. Os cálculos teóricos podem prever qual será exatamente o desenho resultante.

Descrição

O instrumento consiste em um arco que gira em volta do plano de um pendulo preso na parte superior deste arco. O arco faz referência ao planeta Terra que gira periodicamente em torno de seu próprio eixo de um jeito que não influencie no plano de oscilação do pendulo.

Materiais

- Um pedaço de aproximadamente 8x1,5x40(cm), de Madeira MDF

- Um pedaço de madeira bruta com 5x5x10(cm).

- Uma tira de chapa de ferro com 5x100(cm).

- Dois parafusos cabeça chata

- Um parafuso 4 cm

- Pedaço de fio dental

- Uma chumbada grande de pesca

- Ferramentas

Montagem

Pegue a tira de ferro e faça quatro furos com uma broca de 2,5 mm nas extremidades. Faça um arco fixando as extremidades uma na outra no pedaço menor de madeira bruta. Feito isso, faça um furo no meio da madeira MDF e fixe o conjunto madeira bruta e arco nessa madeira MDF que servirá como base do sistema. Faça um furo no polo superior do arco e amarre a chumbada usando o fio dental.

Imagens do pêndulo construído: