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PÉNDULO DE FOUCAULT

Introducción teórica

El péndulo de Foucault es un modelo matemático, físicamente casi imposible de realizar debido a que las condiciones en las que este debe funcionar son en extremo muy difíciles de satisfacer. Una aproximación bastante factible, consiste en una esfera de 28 kg suspendida de una cuerda de piano, capaz de resistir . Este modelo permite verificar, sinnecesidad de observar el cielo estrellado, que la Tierra gira sobre sí mismo.
En 1851, León Foucault dispuso un gran péndulo de 28 kg. Suspendido de un cable de 67 metros en el Panteón de París. Basándose en el Principio de Inercia, el plano de oscilación de su péndulo debería permanecer invariable en el espacio siempre que no interviniera ninguna fuerza externa. No obstante observó que el plano deoscilación, describía una desviación en sentido horario (hacia la derecha), en contra de todo sentido común, puesto que la Tierra gira al revés (hacia la izquierda). Con lo que dedujo que el plano de oscilación siempre era el mismo y lo que se desplazaba era todo el Panteón, junto al suelo, por efecto de la rotación terrestre, siendo la aceleración angular de Coriolis la que determinaba elsentido de giro. Esta fuerza transversal derivada de la rotación, había sido descubierta 16 años antes por el ingeniero Gaspard-Gustave Coriolis que afirmaba que las leyes clásicas delmovimiento sólo podían aplicarse a un sistema en rotación si se las corregía agregándoles una fuerza adicional que permitía que todas las ecuaciones dieran resultados correctos. Este factor de corrección es en realidad unaaceleración: hoy en día la conocemos como Aceleración de Coriolis.
Al iniciar el trabajo experimental del péndulo Foucault el estudiante debe poder responder las siguientes interrogantes:
1. ¿Qué es un péndulo simple?
2. ¿Qué elementos conforman el péndulo de Foucault?
3. ¿Por qué el ángulo de oscilación de un péndulo de Foucault debe ser pequeño?¿qué tan pequeño?
4. ¿Qué característicasdebe tener el hilo con el que se construye el péndulo de Foucault?
5. ¿Qué características debe tener la masa con el que se construye el péndulo de Foucault?
6. ¿Cuáles son las variables a considerar para analizar el péndulo de Foucault y cómo deben medirse?
7. ¿Qué tipo de movimiento describe la masa de un péndulo de Foucault?

Antecedentes históricos
Durante más de dos milenios de añosAristóteles con su sistema geocéntrico logro dejar quieta la Tierra en el ideario humano. Sin embargo, con la llegada de Nicolás Copérnico y su sistema heliocéntrico, no quedó otra posibilidad que aceptar que la Tierra giraba sobre sí misma, para entender la sucesión de noches y días cada 24 horas. Tras la invención del telescopio se lograron medir pequeñas desviaciones de lastrayectorias predichas delos cuerpos celestes, desviaciones que pudieron ser atribuidas a que los telescopios giraban junto a la Tierra. Pero hasta mediados del siglo XIX no se encontraba la manera de verificar la rotación de la Tierra sin hacer referencia a otros cuerpos celestes: en una habitación cerrada herméticamente, ¿era posible comprobar que la Tierra daba vueltas?
Así estaban las cosas hasta que aparece en escenael francés Jean-Baptiste León Foucault, un frustrado estudiante de medicina que huye espantado de la visión de la sangre y los sufrimientos humanos y se refugia en el sótano de su casa para dedicarse a inventar aparatos científicos.
En 1848 Foucault realiza un descubrimiento muy sorprendente acerca del comportamiento de un péndulo: aún si uno gira su punto de suspensión, el péndulo seguiráoscilando en una misma dirección, imperturbable.
Mediante este tipo de razonamientos Foucault encontró la manera de comprobar el movimiento diurno de la Tierra. Hizo las cuentas y calculó el tiempo que tardaría la dirección en la que se mueve el péndulo en girar 360 grados. Este tiempo depende de la latitud geográfica: en los polos es de 24 horas y aumenta cuando nos acercamos al ecuador, haciéndose...