简答题

为什么傅科摆的摆动可以证明地球自转?它在不同纬度的摆动平面偏转有何不同?为什么有这样的不同?试绘图解释傅科摆摆动平面偏转的原理。

正确答案

傅科摆在摆动的时候,作为一种运动状态的摆动以及摆动平面,是超然于地球自转运动的,即它将一直保持其原来的摆动方向,不因地球自转而发生改变。固定在地面的刻度盘在地球自转运动系统之内,它的状态将随着地球自转而发生相应的变化。因此,观察傅科摆的摆动平面在摆动过程中相对于地面刻度盘的位置变化,可以证明地球的自转运动。人们看到的摆动平面沿顺时针方向偏转,实际上是刻度盘沿逆时针方向偏转的结果。
傅科摆偏转的(角)速度与所在地纬度的正弦成正比。纬度越高,傅科摆的摆动偏转速度越大。它与地理纬度(φ)之间的关系,可以用下面的数学公式来表示,即

答案解析

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