Почему маятник меняет направление относительно пола
Маятник Фуко — длинный подвес с грузом, который свободно раскачивается. Его движение сохраняет прежнее направление в пространстве, если на него почти не действуют боковые силы. Но пол и стены вокруг связаны с Землёй, а она вращается. Поэтому наблюдателю кажется, что плоскость качаний постепенно поворачивается.
Это не маятник сам «разворачивается» вслед за движением планеты. Меняется система отсчёта: маятник продолжает колебаться, а поверхность Земли уходит под ним.
Почему полный круг получается на полюсе
На полюсе ось вращения Земли проходит почти вертикально относительно местной поверхности. За сутки полюс совершает полный оборот вместе с планетой, и направление пола меняется вокруг неподвижной в пространстве плоскости качаний. Отсюда и полный оборот плоскости маятника относительно поверхности за сутки.
На других широтах эффект слабее: местный поворот Земли вокруг вертикали составляет лишь часть полного оборота. Поэтому плоскость качаний поворачивается относительно пола медленнее, а на экваторе вертикальная составляющая вращения планеты равна нулю — такого поворота не видно.
Вращение Земли — в движении пола
Для опыта важно не то, что маятник качается необычно, а то, что его направление долго сохраняется, пока окружающая поверхность поворачивается. В этом и состоит наглядный смысл маятника Фуко: вращение Земли можно заметить не по далёким звёздам, а по тому, как меняется направление качаний относительно меток на полу.
