Kako je dokazana Zemljina rotacija

Pri rotaciji, Zemlja napravi pun krug oko svoje ose za jedan dan, tj. za tačno 23 sata 56 minuta i četiri sekunde.

Zemlja se obrće u smeru od zapada ka istoku, tj. suprotno od smera kretanja kazaljke sata.

To kretanje ne osećamo zato što se zajedno sa Zemljom krećemo i mi, kao i svi objekti na njoj i njen vazdušni omotač.

Posledice Zemljine rotacije su smena obdanice i noći, postojanje vremenskih zona, plima i oseka, kao i prividno dnevno kretanje Sunca.

Rotacija je dokazana eksperimentom koji je izveo Leon Fuko 1851. godine.

Fuko je bio zamoljen da napravi nešto veoma upečatljivo što će biti predstavljeno na naučnoj izložbi.

Koristeći klatno koje je u njegovu čast nazvano Fukoovo klatno, on je izveo eksperiment u kome je Zemljina rotacija postala „vidljiva“.

Fukoovo klatno se sastojalo od masivne olovne kugle (28 kilograma) koja je visila na 67 metara dugom užetu učvršćenom za krov Panteona.

Klatno je do 1855. godine bilo izloženo u Panteonu u Parizu, a zatim je premešteno u tamošnji Nacionalni konzervatorijum umetnosti i nauke.

Kao stalna postavka, od 1995. godine u Panteonu je izložena kopija originalnog Fukoovog klatna, pošto je uže za koje je bilo okačeno originalno klatno puklo 2010. godine.

Eksperiment 

Najznačajnija osobina Fukoovog klatna je pomeranje vertikalne ravni u kojoj klatno rotira u odnosu na Zemlju.

Eksperiment koji je Fuko izveo bio je veoma jednostavan. Pustio je klatno da osciluje sa malim uglom otklona.

Klatno je bilo okruženo valjcima koji su posle nekog vremena bili oboreni (osim ako je klatno oscilovalo na polovima). Upravo to je bio dokaz da Zemlja rotira – u suprotnom to ne bi bilo moguće jer bi ceo sistem bio stacionaran.

Ali pošto se Zemlja obrće oko svoje ose, sa njom se kreće i klatno, što znači da se njegova ravan oscilovanja (vertikalna ravan) pomera u toku vremena, za neki ugao, pa zbog toga klatno „ruši“ valjke koji se nalaze na putu njegovog oscilovanja.

Ako se oscilovanje Fukoovog klatna posmatra nekoliko sati, ne može se uočiti da se ravan oscilovanja menja, ali se može primetiti da klatno za to vreme obori nekoliko valjaka.

Nameće se jedini zaključak: pošto se valjci nisu pomerili, pomerila se ravan oscilovanja klatna. Zajedno sa Zemljom, okrećemo se za neki ugao oko svoje ose i mi kao posmatrači, valjci, kao i samo klatno.

Zakon inercije 

Za razliku od nas, koji smo fiksirani i ne krećemo se (kao ni valjci) u odnosu na Zemlju, klatno osciluje i usled toga „obara" valjke. 

Na telo koje se kreće (klatno u datom eksperimentu) u pokretnom sistemu (Zemlja rotira) deluje Koriolisova sila koja uslovljava „pomeranje“ ravni oscilovanja klatna.

Ako bi se na donjem kraju klatna nalazila „pisaljka“, ostavljala bi trag, bilo na pesku kojim je bila prekrivena podloga, bilo na papiru.

Fukoov eksperiment može da se demonstrira. Izvodi se u zatvorenom prostoru i bitno je da je klatno što veće dužine, a teg, kugla, što teža.

Po zakonu inercije, klatno koje slobodno osciluje ne menja ravan oscilovanja i ako Zemlja rotira, mora doći do otklanjanja ravni oscilovanja.

Projekcija putanje klatna (ili trag koji ostavlja „pisaljka“ na pesku ili papiru) nakon izvesnog vremena pada na drugo mesto.

Linije koje su projekcija putanje klatna zaklapaju ugao jednak uglu koji Zemlja opiše pri svojoj rotaciji za isto vreme. Ugao između dve projekcije za sat vremena iznosi 15˚, tj. 360˚ za 24 sata.