फुकॉ पेंडुलम बनाउनुहोस् — पृथ्वीको घुमावट प्रमाणित गर्नुहोस्

एक स्वतन्त्र रूपमा दोलन गर्ने पेंडुलमले दोलन समतललाई अन्तरिक्षमा अचल राख्छ। यो न्यूटनको गतिको पहिलो नियमको सीधा परिणाम हो। जब पेंडुलम एक घुमाएको सतहमा (पृथ्वी) झुँडिएको हुन्छ, तब सतह पेंडुलमको अन्तर्गत घुमाउँछ र दोलन समतल अचल रहन्छ। घुमाएको पृथ्वीमा खडा हुने अवलोकनकर्ताको लागि, पेंडुलमको दोलन दिशा बिस्तारै घुमेको लाग्छ। उत्तरी ध्रुवमा, पेंडुलमको समतल २३ घन्टा ५६ मिनेटमा (पञ्जिका दिन १) दक्षिणावर्त ३६० डिग्री घुमेको देखिन्छ। अन्य अक्षांशमा, घुमाव दर ३६० × sin(अक्षांश) डिग्री/दिन हो।

फुकॉ पेंडुलमले स्थिर र सुस्पष्ट परिणामको लागि सबैभन्दा लामो डोरी चाहिन्छ। पेंडुलम जति लामो हुन्छ, दोलन अवधि त्यति लामो हुन्छ, ऊर्जा हराउने दर त्यति बिस्तारै हुन्छ र घुमाव अझ स्पष्ट देखिन्छ। न्यूनतम व्यावहारिक लम्बाइ लगभग ५ मिटर हो। १०-२० मिटर वा अझ लामो धेरै राम्रो र अलिकति परिणाम दिन्छ। उच्च र मजबूत निश्चित बिन्दु खोज्नुहोस्: सीढीको कुवा, अटारीको बीम, खलिहान बीम, उच्च रुख वा बहु-तल भवनको छत। निश्चित बिन्दु पूर्ण रूपमा कडा र अविचल हुनुपर्छ। समर्थनको कम्पन वा कम्पन फुकॉको सूक्ष्म र मार्मिक घुमावलाई पूरै अभिभूत गरिदिन्छ।

पिभट सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण घटक हो र यो सफलता वा असफलता निर्धारण गर्छ। फुकॉ पेंडुलमले सबै दिशामा पूर्ण रूपमा स्वतन्त्र रूपमा दोलन गरनुपर्छ त्यसैले पिभटले दोलन समतललाई कुनै पनि रूपमा सीमित गरेको हुनु हुँदैन। सरल सार्वभौमिक संयोजक (दुई ठाडो हिङ्जहरू) वा एकल बिन्दु पिभट राम्रोसँग काम गर्छ। सबैभन्दा सरल र प्रभावकारी पिभट पातलो स्टिलको तारमा (पियानो तार, लगभग ०.५-१ मिमी व्यास) को माथिबाट कडा रूपमा कसिएको हो। पातलो तार कुनै पनि पसंदको दोलन समतल प्रस्तुत गर्दैन र सबै दिशामा पूर्ण रूपमा स्वतन्त्र रूपमा झुर्छ। तार छतको मजबूत बीममा कसिएको दृढ ब्र्याकेटमा क्लम्प गरिनुपर्छ।

वजन व्यावहारिक हुन जत्तिकै भारी र घना हुनुपर्छ। फुकॉ आफैले २८ किग्रा पीतल वजन प्रयोग गरेको थियो। भारी वजनले हवा प्रतिरोधलाई राम्रो सहन्छ र लामो समय दोलन गर्छ र ऊर्जा बिस्तारै हराउँछ। उच्च घनत्वको सामग्री प्रयोग गर्नुहोस्: ठूलो सीसा वा पीतल वजन, बालुवाले भरिएको कन्टेनर, वा कंक्रीटले भरिएको मजबूत धातु क्यान। वजन पूर्ण रूपमा तार अक्षको बारेमा सन्तुलित हुनुपर्छ। कुनै पनि असन्तुलन वजन पेंडुलमलाई दोलन गर्न वा अनुप्रवेश गर्न गर्छ। गोला वा पूर्ण सन्तुलित सिलिन्डर आकार सबैभन्दा राम्रो काम गर्छ। तार वजनको सटीक शीर्ष केन्द्रमा पूर्ण रूपमा केन्द्रीत हुँदै संलग्न गरिनुपर्छ।

पेंडुलम डोरीको लागि उच्च-गुणस्तरको स्टिल पियानो तार वा पातलो स्टिल केबल प्रयोग गर्नुहोस्। तार ठूलो सुरक्षा मार्जिनको साथ (न्यूनतम १० गुणा) वजन पूर्ण रूपमा सहन गर्न पर्याप्त शक्तिशाली हुनुपर्छ, पिभटमा सबै दिशामा स्वतन्त्र रूपमा झुर्न पर्याप्त महीन हुनुपर्छ र कुनै पनि रूपमा मोडिएको हुनु हुँदैन। पाँच-दश किग्रा वजनको लागि ०.५-१ मिमी पियानो तार पूर्ण रूपमा पर्याप्त हो। तारको शीर्ष अन्त्य पिभटमा कडा रूपमा कसिनुपर्छ। छोटो आँखा बोल्ट वा वजनको माथिबाट खुदाई गरिएको कुरा प्रयोग गरी तारको निम्न अन्त्य वजनमा सुरक्षित रूपमा संलग्न गर्नुहोस् र जोडणी पूर्ण रूपमा केन्द्रमा हो भनी सुनिश्चित गर्नुहोस्।

पेंडुलमको अन्तर्गत भुइंमा पेंडुलमको दोलन दिशा र समयको साथ परिवर्तन पत्ता लगाउन गोलाकार सन्दर्भ वलय राख्नुहोस्। लगभग १-२ मिटर बाहिरी व्यासको वलय राम्रो परिणाम दिन्छ। पाँच वा दश डिग्रीमा (०-३६०) प्रति डिग्री रूपमा वलय चिन्ह लगाएर बाँध गर्नुहोस्। ठूलो कागज वा कार्डबोर्ड, भुइंमा चित्रित गोल वलय, वा सानो मार्कर र टेपको वलय प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ। वलयको ज्यामितिक केन्द्र बिन्दु पिभट बिन्दुको सीधा अन्तर्गत हुनुपर्छ। चुम्बकीय दिशा सुई प्रयोग गरी वलयमा सत्य उत्तर (वा कम्पास उत्तर) स्पष्टै चिन्ह लगाउनुहोस्।

सुरु गर्ने तकनीक अत्यन्त महत्त्वपूर्ण हो र परिणाम सीधा प्रभावित गर्छ। पेंडुलम एक एकल सीधा समतलमा दोलन गरनुपर्छ र कुनै पनि दीर्घवृत्त वा गोलाकार गतिविधि हुनु हुँदैन। अलग वा तिरछी गतिविधि अतिरिक्त जटिल दीर्घवृत्त बाटो खिचाउँछ र यो दीर्घवृत्त सूक्ष्म फुकॉ प्रभावसँग सम्बन्धित छैन त्यसैले यो अलग तरिकाबाट कम्पन गर्छ। स्वच्छ र एकदोषमुक्त सुरु गर्नको लागि: वजनलाई पस्लहरू अलग गर्न कसिएको दृढ डोरी प्रयोग गर्नुहोस्, सबै कम्पन पूर्ण रूपमा बन्द नभएसम्म आठ-दश सेकन्ड होल्ड गर्नुहोस्, त्यसपछी माचिस वा मेरो तार जलाएर (वा तीव्र छुरीले काटिनुहोस्)। यसले पेंडुलमलाई अलग गतिविधी वा अनावश्यक बल बिना शुद्ध रूपमा रिलिज गर्छ। फुकॉ आफैले १८५१ मा पेरिसमा यो सटीक डोरी जलाने तकनीक प्रयोग गरेको थियो।

सुरु गरेपछि एक-दुई घन्टा प्रतीक्षा गरी सन्दर्भ वलयको आधारमा दोलन दिशा सावधानपूर्वक अवलोकन गर्नुहोस्। प्रत्येक १५-३० मिनेटमा दोलन समतल गर्दे पेंडुलमको दोलन दिशा र कोण रेकर्ड गर्नुहोस्। उत्तरी अक्षांश पचास डिग्रीमा दोलन समतल समयानुक्रमे दक्षिणावर्त लगभग ११.५ डिग्री प्रति घन्टा घुमाउँछ (गणना: ३६० × sin(५०°) / २४ = ११.४९ डिग्री/घन्टा)। एक घन्टापछी दोलन दिशा लगभग ११ डिग्री अलग बिन्दुमा सारिनुपर्छ। तीन घन्टापछी लगभग ३४ डिग्री सारिएको हुनुपर्छ। घुमाव पूर्ण रूपमा बिस्तारै, नियमित र अपरिवर्तनीय हुन्छ। यो स्पष्टत: देखाउँछ कि पेंडुलमको अन्तर्गत पृथ्वी घुमाएको हो।

यदि पेंडुलम सीधा लाइन अन्तर्गत दीर्घवृत्त वा अनियमित बाटो खिचिन्छ भने सुरु गरिएको अशुद्ध वा प्रदूषित थियो। सम्पूर्ण नयाँ सुरुवाती अवस्थामा डोरी-जलाने तकनीक प्रयोग गरी फरक सुरु गर्नुहोस्। यदि दोलन समतल अपेक्षा गरिएको भन्दा अधिक छिटो वा कम बेग घुमाउँछ, तीन सम्भावित कारण जाँच गर्नुहोस्: (१) वजनको असन्तुलन (मेकानिकल प्रिसेसन उत्पादन गर्न), (२) पिभटमा घर्षण वा प्रतिबन्ध (एकै पसंदको दोलन समतल बाध्य गर्न), वा (३) हवा प्रवाह वा पञ्जरहरू (वजनलाई अलग गर्न)। हावा-उड्ने कोठा वा खुला दरवाजा फुकॉ प्रभाव भन्दा अनेक गुणा छिटो स्पष्ट घुमाव गर्छ। पेंडुलमलाई हवाबाट पूर्ण रूपमा सुरक्षित गर्नुहोस् र पिभट साँच्चैको स्वतन्त्र हो भनी सुनिश्चित गर्नुहोस्।

सैद्धान्तिक घुमाव दरको सूत्र: घुमाव = १५ × sin(अक्षांश) डिग्री प्रति घन्टा। विषुवत रेखामा (०°) पेंडुलम बिल्कुल नै घुमाउँछैन र सदा एकै दिशामा दोलन गर्छ। ३० डिग्री अक्षांशमा पेंडुलम १.५ डिग्री प्रति घन्टा घुमाउँछ। ४५ डिग्रीमा १०.६ डिग्री प्रति घन्टा घुमाउँछ। ९० डिग्रीमा (ध्रुव) पेंडुलम १५ डिग्री प्रति घन्टा घुमाउँछ जो पञ्जिका दिनभरि पूर्ण ३६० डिग्री घुमाव हो। तपाइँको अवलोकन गरिएको घुमाव दर तपाइँको वास्तविक अक्षांशको लागि गणनात्मक पूर्वानुमान गरिएको दरसँग तुलना गर्नुहोस्। केही प्रतिशतभित्र (पाँच-दश प्रतिशत) हिसाबमा मेल खाउँछ भने तपाइँले १८५१ मा लियोन फुकॉ ने पेरिसमा प्रमाणित गरेको कुरा सफलतापूर्वक र स्वतन्त्र रूपमा प्रदर्शन गरेको हुन्छ। पृथ्वीको घुमावटको यो सबैभन्दा सुंदर, साधारण र प्रत्यक्ष पुरावा, डोरीमा वजन र यो दोलन गरेको अवलोकन गर्ने धैर्य बाहेक अरु कुनै पनि जटिल उपकरण आवश्यक पर्दैन।