傅科擺為什麼能夠證明地球在自轉

時間 2022-04-11 19:45:13

1樓:匿名使用者

傅科擺是相對靜止的,正是由於地球自轉,傅科擺才會發生擺動,由此證明地球在自轉。

為了證明地球在自轉,法國物理學家傅科(1819-1868)於2023年做了一次成功的擺動實驗,傅科擺由此而得名。實驗在法國巴黎先賢祠最高的圓頂下方進行,擺長67公尺,擺錘重28公斤,懸掛 點經過特殊設計使摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大,因而基本不受地球自轉影響而自行擺動,並且擺動時間很長。

在傅科擺試驗中,人們看到,擺動過程中擺動平面沿順時針方向緩緩轉動,擺動方向不斷變化。分析這種現象,擺在擺動平面方向上並沒有受到外力作用,按照慣性定律,擺動的空間方向不會改變,因而可知,這種擺動方向的變化,是由於觀察者所在的地球沿著逆時針方向轉動的結果,地球上的觀察者看到相對運動現象,從而有力地證明了地球是在自轉。

2樓:匿名使用者

2023年,法國物理學家讓·傅科在巴黎國葬院安放了乙個鐘擺裝置,擺的長度為67公尺,底部的擺錘是重28千克的鐵球,在鐵球的下方鑲嵌了一枚細長的尖針。這個巨大的裝置是用來做什麼的呢?原來,傅科要證明地球的自轉。

他設想,當鐘擺擺動時,在沒有外力的作用下,它將保持固定的擺動方向。如果地球在轉動,那麼鐘擺下方的地面將旋轉,而懸在空中的擺具有保持原來擺動方向的趨勢,對於觀察者來說,鐘擺的擺動方向將會相對於地面發生變化。原理想通了,實驗卻並不好做。

由於鐘擺方向的改變是細微的,所以稍強一些的氣流就會使實驗結果發生變化。由於擺臂越長,實驗效果越明顯,所以為了觀察到方向的改變,實驗地點一定要設定在頂棚很高的廳堂中,頂棚用來懸掛鐘擺。傅科最後選擇了巴黎高聳的國葬院作為實驗場所,並在擺的下放安置了乙個沙盤。

在擺運動時,擺尖會在沙盤上劃出一道道的痕跡,從而記錄了擺動方向。

實驗的結果與傅科的設想完全吻合,擺的擺動顯示為由東向西的、緩慢而持續的方向旋轉。傅科的演示直接證明了地球自西向東的自轉,所以人們稱呼實驗中的鐘擺為「傅科擺」,當時的法國**還向傅科頒發了榮譽騎士五級勳章,以表彰他的科學貢獻。傅科的實驗引發了全世界的一股實驗熱潮,各地的人們紛紛效仿傅科,用長長的鐘擺來揭示地球的自轉。

人們發現,在地球的兩極,傅科擺的擺動平面24小時轉一圈,而在赤道上,傅科擺沒有方向旋轉的現象;在兩極與赤道之間的區域,傅科擺方向的旋轉速度介於兩者之間。

地球每24小時自轉一周,由於赤道的周長約4萬千公尺,因此人們有「坐地日行八萬里」的說法。在赤道上的一點,速度是每秒接近500公尺,這是子彈出膛時的速度。我們像子彈一樣地飛馳,卻沒有一絲感覺,是由於在慣性的影響下,周圍的物體都跟隨地球高速轉動,彼此之間倒是不即不離。

不識地球的廬山真面目,只緣我們身在此山中。

前面提到,傅科擺在地球的不同地點旋轉的速度是不同的,這說明了地球表面不同地點的線速度不同,因此,傅科擺不僅能夠驗證地球自轉,它也可以用於發現擺所處的緯度。

2023年法國物理學家傅科為證明地球自轉所設計的一種擺,稱為博科擺。傅科擺繩長67公尺,繩端擺錘重27千克,這種擺自由擺動時間較長,便於人們觀察。擺下有乙個有刻度的圓盤,盤上刻有通過圓心的直線。

靜止時,擺錘正中應對準盤的圓心,觀察時先確定盤中某一直線與通過圓心的子午線重合,然後推動擺錘沿子午線方向作南北方向轉動。過一段時間,就會看到擺動方向偏離了子午線方向。在北半球向右偏轉,時間越長,偏轉的角度越大。

擺開始動以後,除重力外,沒有受其他力的作用,按照慣性定律,擺的方向是應該不變的;但擺卻偏轉了。這是因為地球自轉的緣故。我們站在地球上,隨著地球一起自轉,感覺不到子午線的方向在變化,反而覺得是擺在偏轉。

假若傅科擺在北極,以極點為圓盤的中心,轉一周為24小時,每小時偏轉15°。擺若設在赤道,則不發生偏離;擺若在赤道與兩極之間的任何緯度上,擺動平面偏轉角速度(θ)與緯度(φ)的正弦函式成正比。即θ=t·sinφ。

(t為地球每小時所轉的角度)。在南半球,擺向左偏轉。

3樓:匿名使用者

傅科擺就是用來證明地球的自轉的

2023年,法國物理學家讓。傅科在巴黎國葬院安放了乙個鐘擺裝置,

擺的長度為67公尺,底部的擺錘是重28千克的鐵球,在鐵球的下方鑲嵌了一枚細長

的尖針。這個巨大的裝置是用來做什麼的呢?原來,傅科要證明地球的自轉。他

設想,當鐘擺擺動時,在沒有外力的作用下,它將保持固定的擺動方向。如果地

球在轉動,那麼鐘擺下方的地面將旋轉,而懸在空中的擺具有保持原來擺動方向

的趨勢,對於觀察者來說,鐘擺的擺動方向將會相對於地面發生變化。原理想通

了,實驗卻並不好做。由於鐘擺方向的改變是細微的,所以稍強一些的氣流就會

使實驗結果發生變化。由於擺臂越長,實驗效果越明顯,所以為了觀察到方向的

改變,實驗地點一定要設定在頂棚很高的廳堂中,頂棚用來懸掛鐘擺。傅科最後

選擇了巴黎高聳的國葬院作為實驗場所,並在擺的下放安置了乙個沙盤。在擺運

動時,擺尖會在沙盤上劃出一道道的痕跡,從而記錄了擺動方向。

實驗的結果與傅科的設想完全吻合,擺的擺動顯示為由東向西的、緩慢而持

續的方向旋轉。傅科的演示直接證明了地球自西向東的自轉

傅科擺為什麼能夠證明地球在自轉

4樓:喵喵喵啊

簡單的來說,因為慣性。

通常,我們說「地球具有自轉」的時候,我們並沒有明確出它到底相對於什麼自轉。這是乙個非常重要的問題,如果沒有參照物,談論運動是不可想象的。還沒有辦法在空間中打上一根釘子作為絕對的參照物,因此,我們只能依靠較遠的、看起來似乎是靜止的天體作為參照物。

事實上,那些天體也絕不是「空間中的釘子」,只不過因為它們實在太遙遠了,我們不妨——事實上恐怕也是唯一的選擇——把它們作為參照物。以遙遠的恆星作為參照物,乙個物體不受外力作用的時候,將一直保持它的運動狀態。這也是牛頓第一定律的內容。

擴充套件資料

傅科擺放置的位置不同,擺動情況也不同。在北半球時,擺動平面順時針轉動;在南半球時,擺動平面逆時針轉動。而且緯度越高,轉動速度越快,在赤道上的擺幾乎不轉動,在兩極極點旋轉一周的週期則為一恆星日(23小時56分4秒),簡單計算中可視為24小時。

傅科擺擺動平面偏轉的角度可用公式θ°=15°tsinφ來求,單位是度。式中φ代表當地地理緯度,t為偏轉所用的時間,用小時作單位,因為地球自轉角速度1小時等於15°,所以,為了換算,公式中乘以15°。

北京天文館大廳裡就有乙個巨大的傅科擺,時時刻刻提醒人們,地球在自西向東自轉著。

5樓:樂華顯示

2023年法國物理學家傅科為證明地球自轉所設計的一種擺,稱為博科擺.傅科擺繩長67公尺,繩端擺錘重27千克,這種擺自由擺動時間較長,便於人們觀察.擺下有乙個有刻度的圓盤,盤上刻有通過圓心的直線.

靜止時,擺錘正中應對準盤的圓心,觀察時先確定盤中某一直線與通過圓心的子午線重合,然後推動擺錘沿子午線方向作南北方向轉動.過一段時間,就會看到擺動方向偏離了子午線方向.在北半球向右偏轉,時間越長,偏轉的角度越大.

擺開始動以後,除重力外,沒有受其他力的作用,按照慣性定律,擺的方向是應該不變的;但擺卻偏轉了.這是因為地球自轉的緣故.我們站在地球上,隨著地球一起自轉,感覺不到子午線的方向在變化,反而覺得是擺在偏轉.

假若傅科擺在北極,以極點為圓盤的中心,轉一周為24小時,每小時偏轉15°.擺若設在赤道,則不發生偏離;擺若在赤道與兩極之間的任何緯度上,擺動平面偏轉角速度(θ)與緯度(φ)的正弦函式成正比.即θ=t·sinφ.

(t為地球每小時所轉的角度).在南半球,擺向左偏轉.

6樓:砂粒

傅科擺就是用來證明地球的自轉的.

2023年,法國物理學家讓.傅科在巴黎國葬院安放了乙個鐘擺裝置, 擺的長度為67公尺,底部的擺錘是重28千克的鐵球,在鐵球的下方鑲嵌了一枚細長的尖針.這個巨大的裝置是用來做什麼的呢?

原來,傅科要證明地球的自轉.他設想,當鐘擺擺動時,在沒有外力的作用下,它將保持固定的擺動方向.如果地球在轉動,那麼鐘擺下方的地面將旋轉,而懸在空中的擺具有保持原來擺動方向的趨勢,對於觀察者來說,鐘擺的擺動方向將會相對於地面發生變化.

原理想通了,實驗卻並不好做.由於鐘擺方向的改變是細微的,所以稍強一些的氣流就會使實驗結果發生變化.由於擺臂越長,實驗效果越明顯,所以為了觀察到方向的改變,實驗地點一定要設定在頂棚很高的廳堂中,頂棚用來懸掛鐘擺.

傅科最後選擇了巴黎高聳的國葬院作為實驗場所,並在擺的下放安置了乙個沙盤.在擺運動時,擺尖會在沙盤上劃出一道道的痕跡,從而記錄了擺動方向.

實驗的結果與傅科的設想完全吻合,擺的擺動顯示為由東向西的、緩慢而持續的方向旋轉.傅科的演示直接證明了地球自西向東的自轉.

7樓:白雪三院

因為慣性。當鐘擺擺動時,在沒有外力的作用下,它將保持固定的擺動方向。即使擺平面不改變,因為只受重力和拉力,傅科擺的旋轉只是相對地表的運動,也就是說傅科擺不旋轉,旋轉的是地球。

通常,我們說「地球具有自轉」的時候,我們並沒有明確出它到底相對於什麼自轉。這是乙個非常重要的問題,如果沒有參照物,談論運動是不可想象的。還沒有辦法在空間中打上一根釘子作為絕對的參照物,因此,我們只能依靠較遠的、看起來似乎是靜止的天體作為參照物。

事實上,那些天體也絕不是「空間中的釘子」,只不過因為它們實在太遙遠了,我們不妨——事實上恐怕也是唯一的選擇——把它們作為參照物。以遙遠的恆星作為參照物,乙個物體不受外力作用的時候,將一直保持它的運動狀態。這也是牛頓第一定律的內容。

傅科擺懸掛方法:擺的運動可以超然於地球的自轉,但懸掛擺的支架一般卻要帶動它參與地球的自轉。為解決這一問題,傅科採取了一種簡單而巧妙的裝置-萬向節(如圖),從而使擺動平面超然於地球的自轉。

8樓:

傅科擺可以證明地球在不停的自轉。

9樓:德基廣場

傅科擺實驗在法國巴黎的乙個圓頂大廈進行,擺長67公尺,擺錘重28公斤,懸掛點經過特殊設計使摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大,因而基本不受地球自轉影響而自行擺動,並且擺動時間很長。在傅科擺實驗中,人們看到,擺動過程中擺動平面沿順時針方向緩緩轉動,擺動方向不斷變化。

分析這種現象,擺在擺動平面方向上並沒有受到外力作用,按照慣性定律,擺動的空間方向不會改變,因而可知,這種擺動方向的變化,是由於觀察者所在的地球沿著逆時針方向轉動的結果,地球上的觀察者看到相對運動現象,從而有力地證明了地球是在自轉。

為什麼地球要自轉,地球為什麼會自轉?

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