Pendule de Foucault

[invite17d6adbf]

Bon, j'aurai pu mettre ce sujet dans le forum "physique" mais comme ça concerne le mouvement de la planète je l'ai mis dans ce forum.

Ma question est simple: comment fonctionne le pendule de foucault?
Je me pose cette question car je ne comprend pas comment ce pendule arrive à bouger et mettre ainsi en évidence la rotation de la Terre.
Pour moi ce pendule devrait rester stable puisque la gravité d'une planète entière l'attire vers le bas. (à moins qu'il soit "poussé" par le vent ou autre chose, ce qui n'est pas le cas dans cette expérience)
Merci d'avance pour les explications !
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[deep_turtle]

Certes la gravité de la planète attire le pendule vers le bas, mais il y a aussi d'autres forces en jeu : comme la Terre tourne sur elle-même par rapport au reste de l'Univers, il y a une force centrifuge, et aussi une autre force un peu plus subtile appelée force de Coriolis. Ces forces perturbent le mouvement du pendule.

Du coup, en étudiant le mouvement du pendule on peut voir si ces forces sont présentes ou pas, et en déduire si la Terre tourne ou pas...Je te laisse deviner la réponse expérimentale !

[invite2ed08286]

Je te laisse deviner la réponse expérimentale !

Que l'on peut admirer au Conservatoire national des Arts et Métiers, à Paris.

[deep_turtle]

Et aussi au Panthéon, si je ne m'abuse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Garion]

Oui, mais il est important de préciser, qu'il y a un mécanisme qui le fait osciller, la force de Coriolis n'est responsable que du "décalage" du balancement.

[invite17d6adbf]

Donc, on est tous sujet à ce mouvement mais seulement à niveau très faible: le pendule lui peut "montrer" ce mouvement du fait de la forte sensibilité qu'il acquiert en étant suspendu à 10 mètres de haut. Je ne dis pas de bêtise?

[deep_turtle]

Ce qui fait l'intérêt du pendule de Foucaut, c'est surtout que les petits effets se cumulent lors des oscillations du pendule. En attendant assez longtemps, le cumul finit par donner un effet important.

[nitrojean]

Bonjour.

La question principale a quand même été éludée : pourquoi le plan du pendule tourne-t-il par rapport à la Terre ?
La force de Coriolis sert seulement à dire que ...la Terre tourne ; c'est le résultat de la combinaison de la vitesse linéaire relative avec la rotation (absolue ?).
Pour que le pendule soit sensible à cette rotation, il faut qu'il "sache" que la Terre tourne. Mais qu'est-ce qui le lui dit ?
Va-t-on nous servir le principe de Mach ?

[deep_turtle]

Je ne sais pas trop ce que veut dire "savoir" que la Terre tourne pour le pendule. Ce qu'on peut dire, c'est que les lois qui déterminent le mouvement du pendule dépendent du référentiel dans lequel on l'exprime. Dans certains référentiel, le mouvement est simple et le pendule n'est soumis qu'à la gravitation et le rappel du fil, dans d'autres il l'est moins, il faut rajouter d'autres forces.

Les référentiel dans lesquels les lois sont simples sont appelés "référentiel galiléens" et déterminer quels référentiels sont galiléens est une question expérimentale. Or, le pendule de Foucault est justement une expérience qui permet de répondre à cette question : si le référentiel terrestre n'est pas galiléen, alors le mouvement du pendule sera plus compliqué qu'une simple oscillation. En particulier si le référentiel terrestre est en rotation par rapport à un référentiel galiléen, alors le plan d'oscillation du pendule doit tourner au cours du temps.

Et c'est effectivement ce qu'on observe, c'est pourquoi on dit que cette expérience montre que la Terre tourne, expression idiote qu'il faux traduire par "le référentiel terrestre est en rotation autour d'un référentiel galiléen.

Pour le principe de Mach, c'est autre chose. Il n'intervient pas du tout ici, mais il intervient quand on se demande pourquoi le référentiel lié aux étoiles lointaines (en fait à la distribution de masse dans l'Univers) semble être galiléen.