Péndulo de FoucaultFacultad de Ciencias Exactas y Naturales

Universidad de Buenos AiresIdea y Dirección:

2006Ricardo Cabrera

Longitudl = 27,35 m

Doble amplitud máxima2Amáx= 2600 mm

FlechaF = 31 mm

Aberturaa = 2,7

Energía de la oscilaciónE = 28 J

Velocidad en el centroVc = 0,8 m/s

Período de oscilaciónT = 10.4 s

Período de rotación aparente del plano de oscilaciónTr = 42 h 20 min, sentido de giro antihorario (23 h 56 min / sen latitud)

Esfera:acero 30 cm de diámetro y masa m = 90 kg

Sistema de suspensión:balancines en ejes ortogonales tipo cardán realizado concuchillas de acero Especial K, templado y rectificado. Eje montado sobreserie de crapodinas verticales y bulón extensor de regulación fina de longitud.

Cuerda:alambre de acero trefilado en frío, ASTM 227 Clase II, de 2,25 mm dediámetro con resistencia a la ruptura superior a 10.000 N.

o

Especificaciones técnicas y medidas generales

2Amáx

F

l

a

m

170 mm

18 mm

2600 mm

TARIMA CIRCULAR construida con placas de fibra de madera color negroliso de 18 mm de espesor, en dos piezas semicirculares, con círculointerior calado para asiento del mecanismo de recuperación. Latapa de la tarima está sostenida por 14 costillas construidas con el

mismo material.

Vista lateral

Vista enperspectiva

Testigos

Costilla

Tarima circular con testigos de pasoy sistema de levantado automático

Testigos(detalle)

7 mm

72 mm

4,5 mm

5 mm

Esquema de cortes en placas fibra de madera2600 x 1830 x 18 (mm). Ubicación de las costillas y

trayectoria de las cuerdas levanta testigos

1830 mm (aprox)

2600 mm

1300 mm

Cinta de acrílico opaco brillante

1300 mm 510 mm

880 mm

420 mm

1830 mm

2600 mm

1300 mm

170 mm

510 mm

880 mm

420 mm

Esquema de cortes en placas fibra de madera2600 x 1830 x 18 (mm)

170 mm

170 mm

Tarima circular con testigos de pasoy sistema de levantado automático

Vista cenital

N

Vista en perspectiva

N

Ángulo de emplazamiento57 grados

80 cm

140 cm

Caja de acrílico transparente y perfileríade aluminio para protección de brisas y público

30 X 20 cm

135O

30 cm

30 X 20

135O

30 cm

45O

67,5O

67,5O

23 cm

30 cm

Punta

Amarre

R = 150 mm

Esfera de hierro macizo fundido y torneado150 mm de radio y 90 kg de masa

con sus accesorios

El cable de suspensión es de acero trefilado en frío ASTM 227Clase II, “cuerda de piano”, de 2,25 mm de diámetro,

con tensión de corte superior a 10.000 N (203,160 kg/mm ).Punta de hierro intercambiable en distintos largos entre 4 y 8 cm.(Las medidas se indican en mm).

2

15

2,25

40

2 62

12

30

31

25

15

1530

25 15

R= 35 x 2,5f

R= 35 x 2,5f

A limpiar

Esfera de acero torneado150 mm de radio y 90 kg de masa

(medidas expresadas en mm)

12320 aprox.

35

1235

R= 35 x 2,5f

f31

f 62

f 300 aprox.

R= 35 x 2,5f

2,25

15

30

30 (15)

15

R= 35 x 2,5f

24

10

2,5 (4)

Puntas superior e inferior de la esfera, torneadasde barra hexagonal de 50 mm.

Los valores entre paréntesis corresponden a lapunta inferior

(medidas expresadas en mm)

Transformador

Solenoide

Esfera

Circuito comando

Tapa de acrílicocon alegoría geográfica

Sistema de recuperación de energíaescondido en posición central

dentro de la tarima

Arnés en perfilería de hierro para sujeción del sistemade suspensión solidaria a la estructura del edificio

(medidas expresadas en mm)

Vista cenital del arnés, fijado a la estructura de hormigón del techo.Caño de hierro de sección rectangular de 20 x 40. Orejas de hierro de 40.16 costuras de soldadura eléctrica. Pintura doble esmalte antióxido.

Estructura de hormigóndel pab. II, vista enperspectiva desde elexterior en la terraza.

170

220

400

169

499

219219

838

838

4020160

25

60

40

20

Vista cenital del arnés, fijado a la estructura de hormigón del techo.Caño de hierro de sección rectangular de 20 x 40. Orejas de hierro de 40.16 costuras de soldadura eléctrica. Pintura doble esmalte antióxido.(Medidas expresadas en mm).

170

220

400

169

499

219219

838

838

4020160

25

60

40

20

160

Sistema de suspensión(Medidas expresadas en mm)

Amarre

Bulón regulador de longitud

Sistema de supresión derozamiento de la rotación(3 rodamientos en serie,ver detalle enla página siguiente)

Soporte, que se fija al arnéspor medio de cuatro bulonesarmados del modo siguiente:freno con arandela grower ysuspensión con arandela deplomo.

Vista cenital del conjunto

Sistema de articulaciónmultiaxial

Campana plásticaprotectora

250

120190

200120

Sistema de supresión derozamiento de la rotación(3 rodamientos en serie)

Sistema de articulaciónmultiaxial

Sistema de suspensión (detalle)(Medidas expresadas en mm)

5o

A

C

B

250

118

190

200

120

58

BC A

15

15d = 9 mm

(Medidas expresadas en mm).

250

12

120

124

190

19

12

5

5

1

4

8

7

7

7

586571

A

C

B12

31

(Medidas expresadas en mm).

120

A

58

4

4

120

(Medidas expresadas en mm).

190

B

124

120

65

(Medidas expresadas en mm).

250

12

190

71

C

150

15

15

d = 9 mm40

(Medidas expresadas en mm).

4*

5

1*

4

8

7

20

20

Sistema de suspensiónDetalle de cuchillas en acero Especial K

templado y rectificado(Medidas expresadas en mm)

4

4

4

4

20*

R M4

4 piezas hembra con canaletacilíndrica de 1 mm de radiocon rectificación en lassuperficies indicadas

4 piezas macho con cuchilla de45 grados y filo cilíndrico de0,5 mm de radio, con rectificaciónen las superficies indicadas.

Todas las tolerancias son de+/- 0,1 mm.

R 1*

12*

10* 10*

R 0,5*

Templado Revenir 52-55 RCLas medidas que requieren tolerancia están indicadas con asterisco (*)

5

90

46

21

58

52

6

32

25

42

25

6

(Medidas expresadas en mm).

Ubicación del péndulo en el patio central del Pabellón II

Entrada al pabellón

t (s)

A (m)

1,5

10,5

v (m/s)

t (s)

1

t (s)

t (s)

Ii (A)

F (N)

Sincronización de movimiento ysistema de recuperación de energía

Desplazamientos durante la oscilación

Corriente inducida en el solenoide por el paso de la esfera (rectificada)

Corriente del solenoide comandada por el sistema de recuperación

I (A)

Fuerza magnética resultante entre el solenoide y la esfera

Velocidad de la esfera sobre la tarima

delay

duración del pulso

t (s)

Explicación esquemática del funcionamiento delPéndulo de Foucault

(nivel básico)

Pero la Tierra no está inmóvil, sino que gira -comotodo el mundo sabe- dando una vuelta completa cada24 horas. A medida que la Tierra rota lentamentedebajo suyo, el péndulo le va volteando los testigos depaso parados en la tarima. Nosotros no nos damoscuenta del movimiento terrestre; en cambio, nosparece que lo que gira es el plano de oscilación delpéndulo (del mismo modo que nos parece que todo elcielo con sus estrellas gira a nuestro alrededor).

No afecta para nada que el punto de suspensión en eltecho también gire con la Tierra: el plano deoscilación se mantiene indiferente a cualquier cosa.

En Buenos Aires, nos parece que diera una vueltacompleta en 42 horas. En los polos parece girar en 24horas, y en el ecuador no funciona.

En este esquema se muestra el péndulo oscilando, elplano de oscilación inmóvil -siempre apuntando haciala misma estrella- la tarima o plataforma, y la Tierra.

Acá vemos el plano inmóvil en perspectiva.

En el mismo plano de oscilación, muy lejos, habráalguna estrella del cielo -siempre hay alguna- y, comola estrella es inmóvil, seguirá siendo apuntada(incluida) por el plano de oscilación.

El péndulo -como cualquier otro péndulo- oscila, y elmovimiento, tanto de la masa como del hilo, quedaincluido en un plano vertical e inmóvil.

Nadie sabe por qué ese plano de oscilación se quedainmóvil, pero estamos seguros de que así ocurre. Esparte de lo que llamamos principio de inercia.

N

14 15

13 9

11

5

671031

2

C2

C1

R1

R2

PIN 16 +5VPIN 8 0V

Delay

Pulse

Relay

Signal