علوم وفضاء

بندول فوكو: لماذا يختلف زمن دوران اتجاه التأرجح؟

اتجاهان بعد ست ساعات
أصلي: E شرق، N شمال؛ من أعلى عند ±30° بعد ست ساعات، ليس مسار الكتلة. [3]

بندول فوكو: تأرجح سريع ومبادرة بطيئة. [1][3]

الخلاصة السريعة

ميز زمن التأرجح عن زمن تراكم دوران الاتجاه. [1]

  • نموذج مثالي: كتلة بخيط خفيف طوله L، حرة الاتجاه، وزاوية صغيرة وحركة شبه خطية. نهمل التخميد وعيوب التعليق؛ دوران الأرض بطيء مقارنة بالتأرجح. [1]
  • الفترة السريعة T0≈2π√(L/g)، حيث g الجاذبية المحلية. مثال مؤلف g=10m/s²: الطولان 0.5,2m يعطيان 1.405,2.810s، مع معدل دوران الاتجاه نفسه عند خط العرض نفسه. [1]
  • من أعلى، عكس الساعة موجب؛ λ موجب شمالًا، وΩ معدل الأرض بالراديان/ثانية. تقريبًا ψ˙=−Ωsinλ وT360=2π/(Ω|sinλ|) لتراكم 360° عند λ≠0. شمالًا مع الساعة وجنوبًا عكسها. [3]
  • بمدة مقربة D=86164s≈23.9344h وΩ=2π/D، عند ±30°: T360=2D≈47.87h؛ بعد ست ساعات 45.12° بجهتين متعاكستين. حساب تعليمي، لا قياس. [3][4]
  • الاستواء: لا مبادرة ولا مدة محدودة لتراكم 360°؛ لا تنعدم كل مركبات كوريوليس. الخط غير الموجه يتكرر بعد 180°، في نصف T360؛ هذا ليس تراكم دورة كاملة. [2][3]

ثبت النموذج

نموذج مثالي: كتلة بخيط خفيف طوله L، حرة الاتجاه، وزاوية صغيرة وحركة شبه خطية. نهمل التخميد وعيوب التعليق؛ دوران الأرض بطيء مقارنة بالتأرجح. [1]

ليست كل حركة إطلاق من السكون خطًا مستقيمًا دقيقًا؛ للحل المختزل أثر إهليلجي صغير. [1]

افصل زمن التأرجح

الفترة السريعة T0≈2π√(L/g)، حيث g الجاذبية المحلية. مثال مؤلف g=10m/s²: الطولان 0.5,2m يعطيان 1.405,2.810s، مع معدل دوران الاتجاه نفسه عند خط العرض نفسه. [1]

تغيير الطول يغير سرعة التأرجح؛ لا يظهر الطول في معدل المبادرة القائد. [1]

إشارة المبادرة

من أعلى، عكس الساعة موجب؛ λ موجب شمالًا، وΩ معدل الأرض بالراديان/ثانية. تقريبًا ψ˙=−Ωsinλ وT360=2π/(Ω|sinλ|) لتراكم 360° عند λ≠0. شمالًا مع الساعة وجنوبًا عكسها. [3]

المطلقة تحفظ مدة موجبة. [3]

قارن موقعين

بمدة مقربة D=86164s≈23.9344h وΩ=2π/D، عند ±30°: T360=2D≈47.87h؛ بعد ست ساعات 45.12° بجهتين متعاكستين. حساب تعليمي، لا قياس. [3][4]

المدة المقربة لا تميز الفروق الدقيقة بين اليوم النجمي والدوران بالنسبة إلى النجوم. [4]

اقرأ الاستواء وتكرار الخط

الاستواء: لا مبادرة ولا مدة محدودة لتراكم 360°؛ لا تنعدم كل مركبات كوريوليس. الخط غير الموجه يتكرر بعد 180°، في نصف T360؛ هذا ليس تراكم دورة كاملة. [2][3]

مع حركة شرقية عند الاستواء يمكن أن تبقى مركبة رأسية لكوريوليس. [2]

المبادرة وخط العرض
أصلي: بعد D=86164s، Δψ=−360°sinλ؛ عكس الساعة موجب، والزوايا متراكمة. [3]

المراجع

  1. Texas: بندول فوكو
  2. Texas: كوريوليس
  3. UNLV: المبادرة وخط العرض
  4. USNO: اليوم النجمي

قوانين حركة البندول

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.