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Leituras de Física

PÊNDULO DE FOUCAULT


O movimento de um pêndulo é determinado somente pela força peso aplicada em seu centro de massa. Essa força pode ser decomposta em duas: uma componente dirigida no sentido radial e outra dirigida no sentido tangencial. E é esta última, mais especificamente, que contribui para o movimento, pois a componente radial é contrabalançada pela reação do apoio, por intermédio do fio de sustentação. Supondo desprezíveis os outros efeitos do atrito, nenhuma outra força age sobre o sistema. Em conseqüência. O movimento pendular terá sempre uma direção: a da componente tangencial da força peso. Ainda mais, a componente radial e a tangencial definem um plano no qual o pêndulo é constrangido a oscilar: não pode fugir dele, ainda que o chão esteja em movimento. O plano de oscilação de pêndulo é determinado pelas condições iniciais, isto é, pela maneira como foi dado o primeiro "empurrão". Então, se o pêndulo fosse montado sobre uma base giratória, mesmo que a base girasse, ele permaneceria oscilando em um mesmo plano.
E um pêndulo sobre a superfície da Terra? Na verdade, o planeta, com seu movimento de rotação, é uma imensa base girante para qualquer pêndulo. Desse modo, um pêndulo serve para demonstrar, de maneira simples e indiscutível, a rotação de que está animado o planeta. Quando é empregado com esse objetivo, recebe o nome de "pêndulo de Foucault".

Quando o eixo de oscilação do pêndulo é paralelo ao eixo de rotação da Terra - o que somente acontece quando ele está situado em um dos pólos -, observa-se que seu plano de oscilação gira 360º em 24 horas.

(Pantheon de Paris)

O pêndulo de Foucault - em sua versão mais simples - exige pouco para ser construído. É dotado de uma grande massa metálica, de preferência com formato esférico. Nessa bola pesada existe na parte superior um gancho para sua sustentação, e na parte inferior uma ponta em forma de agulha. O fio de sustentação deve ser fino e inextensível. A maior dificuldade na realização de uma experiência com um pêndulo de Foucault não está na sua construção, mas na instalação. A altura do teto deve ser grande, pois a experiência exige um pêndulo de comprimento mínimo de três metros. E isso tem uma razão: quanto maior o comprimento do pêndulo, tanto menor é o número de oscilações que ele executa por segundo. Em outras palavras, sua velocidade e a conseqüente resistência do ar são menores. A massa do corpo suspenso não influi no período; é conveniente, contudo, que ela seja razoavelmente elevada para que o fio de suspensão se mantenha sempre firmemente esticado. O formato do corpo deve ser esférico, o que garante melhor estabilidade.
No interior do recinto não devem existir correntes de ar, que perturbariam o movimento pendular. Mesmo as variações de temperatura são prejudiciais: o lugar deve ser termicamente isolado do exterior. Os melhores pêndulos de Foucault já construídos estão localizados na cúpula do Pantheon, em Paris, e na Igreja de São Basílio, em Moscou.

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