Vidieť rotáciu Zeme

Foucaultovo kyvadlo je dodnes obľúbeným exponátom vo vedeckých múzeách a na univerzitách po celom svete. Na Slovensku sa jediné verejnosti prístupné Foucaultovo kyvadlo nachádza od konca minulého roku v pavilóne fyziky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského (FMFI UK) v Bratislave.

Foucaultovo kyvadlo názorne demonštruje rotáciu Zeme aj jej guľatosť. Rotácia Zeme sa prejavuje stáčaním roviny kmitov kyvadla. Porovnaním doby jedného otočenia Zeme (24 hodín) s dobou otočenia roviny kmitov kyvadla možno určiť zemepisnú šírku miesta na zemeguli.

Obloha vs experiment

Rotáciu Zeme možno pozorovať aj nepriamo podľa zdanlivého pohybu hviezd na oblohe, keď hviezdy vychádzajú na východe a zapadajú na západe. Keďže Polárka sa na oblohe takmer nepohybuje, vieme, že os rotácie Zeme smeruje k nej. Guľatosť Zeme sa prejaví zmenou výšky Polárky nad obzorom pri presune v smere poludníka.

Takúto interpretáciu však môže spochybniť Ptolemaiova predstava nehybnej Zeme a otáčajúcej sa sféry hviezd. Výhodou Foucaultovho kyvadla je, že rotáciu Zeme dokazuje priamo, nepretržite a bez potreby sledovania oblohy, pričom experiment možno jednoducho predviesť širokej verejnosti.

Jediné funkčné na Slovensku

Foucaultovo kyvadlo v priestoroch FMFI UK v Bratislave má dĺžku 13 m a hmotnosť gule 63 kg. Perióda kmitov kyvadla je asi sedem sekúnd a stáčanie roviny kmitov je dobre viditeľné vďaka laseru, ktorý umožňuje presné odčítanie uhlovej polohy na stupnici.

Nápad na jeho zostrojenie vznikol na Katedre experimentálnej fyziky FMFI UK, konštrukciu navrhli prof. Miroslav Grajcar a doc. František Kundracik. Zlatá farba gule bola dosiahnutá nanesením vrstvy nitridu titánu na detašovanom pracovisku FMFI UK v Turanoch v spolupráci s firmou Staton, s. r. o., Turany. Realizáciu zabezpečila spoločnosť KVANT, spol. s r. o.

V minulosti bolo verejnosti prístupné Foucaultovo kyvadlo aj v Košiciach, ktorého autorom bol akademik Vladimír Hajko, hoci o jeho parametroch sa nezachovali oficiálne údaje. Model kyvadla od neznámeho autora z rokov 1950 až 1952 sa nachádza v Slovenskom technickom múzeu v Košiciach a je súčasťou kultúrneho dedičstva Slovenska.

Pred očami verejnosti

Myšlienku využiť kyvadlo na demonštráciu rotácie Zeme uskutočnil pred 175 rokmi francúzsky fyzik Léon Foucault. V januári 1851 si najprv vo svojej pracovni zhotovil kyvadlo s dĺžkou 2 m a hmotnosťou gule 5 kg. Neskôr v parížskom observatóriu umiestnil kyvadlo s dĺžkou 11 m.

Autor článku: doc. RNDr. František Kundracik, CSc.
Katedra experimentálnej fyziky
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Foto a video: Stanislav Griguš