Eksperiments: ko mājas apstākļos varam uzzināt ar diega svārstu  (8)

Lai varētu ķerties pie pirmā eksperimenta, kurā aprēķināsim brīvās krišanas paātrinājumu, vispirms būs nepieciešams zināt šo formulu (attēlā pa kreisi). Formulā T ir svārstību periods, l ir diega garums, bet g ir brīvās krišanas paātrinājums. Tā kā svārstību periodu varam izmērīt un zinām arī diega garumu, bet mērķis ir aprēķināt brīvās krišanas paātrinājumu, formulu pārveidojam uz to, kas redzama labajā pusē.

Šajā gadījumā diega garums līdz smaguma centram (tērauda lodītes centram) ir apmēram 2,4 metri, bet lodītes diametrs ir aptuveni 3,8 centimetri. Svārstību periods ir nedaudz vairāk par trim sekundēm.

"Saliekot formulā precīzus skaitļus, man izdevās iegūt rezultātu, ka brīvās krišanas paātrinājums ir robežās tarp 9,8 un 9,9 metriem uz sekundi kvadrātā," stāsta Meijers. "Jāņem vērā, ka šī formula darbojas precīzi tikai tad, ja novirzes leņķis ir mazāks par 10 grādiem. Šajā gadījumā tas ir krietni mazāks. Tāpat jāņem vērā arī, ka svārstīšanos bremzē gaisa pretestība, tāpēc nav izdevīgi likt lodītei svārstīties ar lielu amplitūdu," piebilst Meijers.

Ar otro un trešo video demonstrēto eksperimentu ir iespējams uzskatāmi pierādīt to, ka Zeme rotē ap savu asi. Šo eksperimentu 1851. gadā demonstrēja Leons Fuko. Protams, tajā laikā jau bija zināms, ka Zeme rotē ap savu asi, taču Fuko svārsta eksperiments ir lielisks un viegli uztverams vizuāls pierādījums.

Zeme ap savu asi pilnu apgriezienu veic nedaudz mazāk kā 24 stundās, pagriežoties par aptuveni 15 grādiem vienā stundā. Savukārt svārsts svārstās konkrētā plaknē un to nemaina. Ja jau Zeme tiešām griežas ap savu asi, redzēsim, ka svārstību plakne mainās.

Uz poliem šī nobīde tik tiešām ir par 15 grādiem stundā, bet Latvijas platuma grādos nobīde būs aptuveni 12,7 grādi stundā. Nobīdi dažādās pasaules vietās var aprēķināt, 15 grādus reizinot ar konkrētās vietas platuma grādu sīnusu (Latvijā tātad 15° * sin57°).

Kā tas izskatās praksē – tas redzams video. Pēc tam droši vari mēģināt šo eksperimentu atkārtot!

Vien jāpiebilst – tas nemaz nav tik viegli īstenojams, lai viss sanāktu precīzi. Pirmkārt, pa rokai jābūt gana smagam atsvaram, kāda ir Meijera eksperimentā izmantotā tērauda lodīte. Ja lodīte būs pārāk viegla, šādā gadījumā svārstības vienkārši ātri apstāsies, pirms vēl būs iespējams novērot nobīdi.

Otrkārt, ļoti būtiski neizdarīt nekādu grūdienu vai kustību sāņus, iesvārstot lodīti. Pat maza sāņkustība var rezultēties tajā, ka svārsts zīmēs elipses un veidos šajā eksperimentā nevēlamas spirāles.