傅科擺為什么能夠證明地球在自轉(zhuǎn)

2020-09-15 14:42:40文/葉丹

因為慣性。當(dāng)鐘擺擺動時，在沒有外力的作用下，它將保持固定的擺動方向。即使擺平面不改變，因為只受重力和拉力，傅科擺的旋轉(zhuǎn)只是相對地表的運(yùn)動，也就是說傅科擺不旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的是地球。

通常，我們說“地球具有自轉(zhuǎn)”的時候，我們并沒有明確出它到底相對于什么自轉(zhuǎn)。這是一個非常重要的問題，如果沒有參照物，談?wù)撨\(yùn)動是不可想象的。還沒有辦法在空間中打上一根釘子作為絕對的參照物，因此，我們只能依靠較遠(yuǎn)的、看起來似乎是靜止的天體作為參照物。

事實(shí)上，那些天體也絕不是“空間中的釘子”，只不過因為它們實(shí)在太遙遠(yuǎn)了，我們不妨——事實(shí)上恐怕也是唯一的選擇——把它們作為參照物。以遙遠(yuǎn)的恒星作為參照物，一個物體不受外力作用的時候，將一直保持它的運(yùn)動狀態(tài)。這也是牛頓第一定律的內(nèi)容。

傅科擺懸掛方法：擺的運(yùn)動可以超然于地球的自轉(zhuǎn)，但懸掛擺的支架一般卻要帶動它參與地球的自轉(zhuǎn)。為解決這一問題，傅科采取了一種簡單而巧妙的裝置－萬向節(jié)（如圖），從而使擺動平面超然于地球的自轉(zhuǎn)。

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