푸코의 진자 (WebGL)

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푸코의 진자는

지구의 자전을 실험으로 증명한 사례입니다.
1851년 프랑스의 물리학자 장 베르나르 푸코는 판테온(프랑스의 국립묘지)의 돔에서 길이 67m, 질량 28㎏의 추를 매달고 실험을 했습니다.


이미지 출처: wikimedia.org

실험 결과, 진자의 진동면은 예상대로 시계방향으로 천천히 회전하였습니다. 진자에 작용하는 힘은 지구의 중력과 실의 장력뿐이므로 스스로의 힘으로는 회전할 수 없습니다.
그러나 지구의 자전에 의해 바닥이 회전하기 때문에, 지구와 같이 회전하는 관찰자에게는 진자의 진동면이 시계방향으로 회전하는 것처럼 보이게 됩니다.

진자의 진동면이 하루 동안 회전하는 각속도(rotation / day)는 다음과 같습니다.

각속도 = sin(φ)

  • φ : 관측 지점의 위도

예를 들어 서울의 경우 위도가 37.5˚이므로,

sin(37.5) ≒ 0.6

즉, 진자는 하루에 약 0.6바퀴 회전합니다.

북극에서는 하루에 완전히 한 바퀴 회전하고, 적도에서는 그 효과가 ‘0’이 됩니다.
남반구에서는 북반구와 달리 반시계 방향으로 회전합니다.