SENI
KECANTIKAN & KESEHATAN
KERAJINAN
BUDAYA & SEJARAH
HIBURAN
LINGKUNGAN
MAKANAN & MINUMAN
MASA DEPAN HIJAU
REKAYASA BALIK
ILMU PENGETAHUAN
OLAHRAGA
TEKNOLOGI
PERANGKAT PAKAI
Membangun Pendulum Foucault — Membuktikan Rotasi Bumi dengan Beban Berayun
Diterjemahkan
Astro

Dibuat oleh

Astro

30. Mei 2026IS
36
0
0
0
0

Membangun Pendulum Foucault — Membuktikan Rotasi Bumi dengan Beban Berayun

Pada tanggal 3 Februari 1851, fisikawan Prancis Léon Foucault menggantungkan bola kuningan 28 kilogram dari kawat 67 meter di bawah kubah Panthéon di Paris dan membiarkannya berayun. Selama berjam-jam, bidang osilasi pendulum berputar perlahan searah jarum jam — bukan karena ada kekuatan yang mendorongnya ke samping, tetapi karena Bumi itu sendiri berputar di bawahnya. Bidang osilasi pendulum tetap tetap di ruang angkasa (menurut hukum pertama Newton), sementara lantai berputar di bawah. Di Kutub Utara, lantai akan menyelesaikan rotasi penuh 360 derajat dalam 24 jam; di lintang yang lebih rendah, lajunya lebih lambat, sebanding dengan sinus lintang. Demonstrasi Foucault adalah bukti langsung dan visual pertama bahwa Bumi berputar — sesuatu yang telah lama diterima secara teoritis tetapi tidak pernah sebelumnya diamati di laboratorium. Eksperimen ini menimbulkan sensasi: Napoleon III memerintahkan pengulangan di Panthéon, dan dalam beberapa bulan pendulum Foucault berayun di bangunan publik di seluruh Eropa. Cetak biru ini membangun pendulum Foucault yang berfungsi dengan bola berat di kawat panjang, pivot gesekan rendah, dan cincin referensi bertingkat, mampu mendemonstrasikan rotasi Bumi selama beberapa jam.

Menengah
5-10 jam

Instruksi

1

Pahami Prinsip Pendulum Foucault

Pendulum yang berayun bebas mempertahankan bidang osilasinya di ruang angkasa — ini adalah konsekuensi dari hukum gerak pertama Newton. Jika pendulum digantungkan di atas permukaan yang berputar (Bumi), permukaan berputar di bawah pendulum sementara bidang osilasi tetap tetap. Bagi pengamat yang berdiri di Bumi yang berputar, tampaknya arah osilasi pendulum berputar perlahan. Di Kutub Utara, bidang pendulum tampak berputar 360 derajat searah jarum jam dalam 23 jam 56 menit (satu hari sidereal). Di lintang lain, laju rotasi adalah 360 × sin(lintang) derajat per hari.
2

Pilih Lokasi dan Titik Jangkar

Pendulum Foucault memerlukan kawat terpanjang yang mungkin untuk hasil yang dapat diandalkan — semakin panjang pendulum, semakin lama periode osilasinya, semakin lambat kehilangan energi, dan semakin jelas rotasi terlihat. Panjang praktis minimum adalah sekitar 5 meter; 10–20 meter jauh lebih baik. Cari titik jangkar tinggi: sumur tangga, balok loteng, balok gudang, pohon tinggi, atau plafon gedung bertingkat. Titik jangkar harus benar-benar kaku — setiap ayunan atau getaran dalam dukungan akan membanjiri rotasi halus Foucault.
3

Bangun Perakitan Pivot

Pivot adalah komponen paling kritis. Pendulum Foucault harus berayun bebas ke segala arah, jadi pivot tidak boleh membatasi bidang osilasi. Sambungan universal sederhana (dua engsel tegak lurus) atau pivot titik tunggal bekerja dengan baik. Pivot yang paling sederhana dan efektif adalah kawat baja tipis (kawat piano, sekitar 0,5–1 mm diameter) yang dikencangkan dengan kuat di bagian atas — kawat tipis membengkok bebas ke semua arah tanpa memperkenalkan bidang yang disukai. Kawat harus dijepit dalam braket kaku yang dibaut kuat ke balok plafon.
4

Siapkan Bola Pendulum

Bola harus sehebat mungkin — Foucault menggunakan 28 kg. Bola yang lebih berat lebih tahan terhadap hambatan udara dan berayun lebih lama. Gunakan material padat: beban timbal atau kuningan besar, wadah berisi pasir, atau kaleng berisi beton. Bola harus simetris terhadap sumbu kawat — setiap asimetri menyebabkan pendulum berpresesi dengan cara yang meniru atau menyembunyikan rotasi Foucault. Bola atau silinder simetris bekerja paling baik. Pasang kawat persis di pusat atas bola.

Material untuk langkah ini:

Pendulum BobPendulum Bob1 buah
5

Pasang Kawat

Gunakan kawat piano baja atau kabel baja tipis untuk kawat pendulum. Kawat harus cukup kuat untuk menopang berat bola dengan margin keamanan besar (setidaknya 10x), cukup tipis untuk membengkok bebas di pivot, dan cukup kaku agar tidak memuntir. Untuk bola 5–10 kg, kawat piano 0,5–1 mm sudah cukup. Jepit ujung atas dengan aman di pivot. Pasang ujung bawah ke bola menggunakan baut mata kecil atau lubang yang dibor melewati bagian atas bola, memastikan koneksi sepenuhnya terpusat dan kawat tergantung dengan sempurna vertikal saat istirahat.

Material untuk langkah ini:

CordageCordage5 meter
6

Bangun Cincin Referensi

Di tanah di bawah pendulum, letakkan cincin referensi melingkar yang menunjukkan arah osilasi pendulum. Cincin dengan diameter sekitar 1–2 meter bekerja dengan baik. Tandai cincin dengan graduasi derajat setiap 5 atau 10 derajat (0–360). Anda dapat menggunakan lembar kertas atau karton besar, lingkaran yang dicat di lantai, atau cincin penanda kecil. Pusat cincin harus berada langsung di bawah titik pivot. Tandai utara sejati di cincin menggunakan kompas.

Material untuk langkah ini:

Hardwood BlockHardwood Block1 buah

Tools needed:

ProtractorProtractor
Measuring RulerMeasuring Ruler
7

Luncurkan Pendulum dengan Benar

Teknik peluncuran sangat penting — pendulum harus berayun dalam satu bidang, bukan dalam elips. Setiap gerakan lateral menyebabkan bola melacak jalur elips, dan elips berpresesi secara independen dari efek Foucault, membingungkan pengukuran. Untuk meluncurkan dengan bersih: tarik bola ke samping menggunakan tali yang tegang terikat pada titik tetap, tahan sampai semua ayunan berhenti, kemudian bakar tali dengan korek api atau lilin (atau potong dengan tajam). Ini membebaskan bola tanpa dorongan lateral. Foucault sendiri menggunakan teknik pembakaran tali ini.
8

Amati dan Catat Rotasi

Setelah peluncuran, amati arah osilasi relatif terhadap cincin referensi. Catat arah osilasi setiap 15–30 menit. Di lintang 50 derajat utara, bidang osilasi berputar sekitar 11,5 derajat per jam searah jarum jam (360 × sin(50 °) / 24 = 11,49 derajat per jam). Setelah satu jam, arah osilasi seharusnya bergeser sekitar 11 derajat; setelah tiga jam, sekitar 34 derajat. Rotasi lambat dan stabil — ini adalah Bumi berputar di bawah pendulum.
9

Pemecahan Masalah Umum

Jika pendulum melacak elips alih-alih garis lurus, peluncuran itu tidak murni — mulai ulang dengan teknik pembakaran tali. Jika bidang osilasi berputar jauh lebih cepat atau lebih lambat dari yang diperkirakan, periksa asimetri di bola (menyebabkan presesi mekanis), gesekan atau batasan di pivot (memaksa bidang osilasi yang disukai), atau arus udara (mendorong bola ke samping). Ruangan yang berangin atau pintu terbuka dapat menghasilkan rotasi yang terlihat jauh lebih cepat dari efek Foucault. Lindungi pendulum dari arus udara dan pastikan pivot benar-benar bebas.
10

Hitung dan Verifikasi Laju Rotasi

Laju rotasi teoritis adalah: derajat per jam = 15 × sin(lintang). Di khatulistiwa (0°), pendulum tidak berputar sama sekali. Di lintang 30°, berputar 7,5°/jam. Di 45°, berputar 10,6°/jam. Di 90° (kutub), berputar 15°/jam (satu rotasi penuh per hari sidereal). Bandingkan laju rotasi yang diamati dengan laju yang diprediksi untuk lintang Anda. Jika cocok dalam beberapa persen, Anda telah berhasil mendemonstrasikan apa yang Foucault buktikan pada 1851 — bukti paling elegan dan paling langsung dari rotasi Bumi yang pernah dirancang, memerlukan tidak lebih dari beban di kawat dan kesabaran untuk melihatnya berayun.

Bahan

3

Alat yang Diperlukan

2

Connected Blueprint Materials

CC0 Domain Publik

Cetak biru ini dirilis di bawah CC0. Anda bebas untuk menyalin, memodifikasi, mendistribusikan, dan menggunakan karya ini untuk tujuan apa pun, termasuk komersial, tanpa meminta izin.

Dukung Maker dengan membeli produk melalui Cetak Biru mereka di mana mereka mendapatkan Komisi Pembuat yang ditetapkan oleh Penjual, atau buat iterasi baru dari Cetak Biru ini dan masukkan sebagai koneksi di milik Anda sendiri.

Diskusi

(0)

Masuk untuk bergabung dengan diskusi

Loading comments...