O Pêndulo de Foucault é um experimento simples que torna possível a observação do movimento de rotação da Terra. O objetivo desse projeto foi reproduzir no campus da UNIMONTE - Universidade Mont Serrat, Santos, SP, o experimento original, e verificar sua acurácia por medir através da construção realizada a latitude da cidade de Santos e compará-la com a latitude oficial referencial da cidade.
Origem do Pêndulo de Foucault
O criador do experimento original foi um cientista francês chamado Jean-Bernard-Léon Foucault, que nasceu em setembro de 1819 e faleceu em fevereiro de 1868. Na sua época, muitos outros cientistas e filósofos já acreditavam que a Terra girava em torno de seu próprio eixo, mesmo vários séculos antes do experimento realizado por Foucault, que comprovou a existência do movimento de rotação da Terra.
Antes dessa comprovação, porém, essa teoria não era aceita pela maioria e a possível rotação da Terra sempre foi um dos assuntos mais polêmicos da ciência, com alguns episódios dramáticos. No ano de 1600, o filósofo italiano Giordano Bruno foi condenado à fogueira pela Inquisição da Igreja Católica por acreditar e divulgar a ideia de que a Terra gira em torno do seu próprio eixo e em torno do Sol.
Foucault idealizou que um pêndulo suspenso iria manter seu plano de oscilação, e não seria afetado pelo movimento de rotação da Terra. Naturalmente, para os observadores, a impressão seria de que o plano de oscilação do pêndulo é que estaria girando.
Depois de algumas tentativas, ele finalmente realizou a montagem que tornaria seu elegante experimento famoso. A demonstração pública foi feita no Panteão de Paris, a pedido de Luís Napoleão Bonaparte, futuro imperador Napoleão II.
Instalação moderna do Pêndulo de Foucault, substituindo a original.
Foucault utilizou um arame de aço fino, com menos de 1,5 milímetros de diâmetro, com comprimento de 67,05 metros e peso de 28 quilogramas. Para medir com maior precisão a oscilação, ele prendeu o peso a uma parede com uma corda, e esperou que ela parasse totalmente de se mexer para queimá-la, dando início ao movimento do pêndulo que atravessava uma distância de 6,09 metros de chão em cada balanço, fazendo uma oscilação para um lado e para o outro a cada 16 segundos.
Como previsto por Foucault, o balanço do pêndulo desviou de sua trajetória normal cerca de 11 graus a cada hora. Isso é, o plano do pêndulo faria um giro completo em 32 horas, 43 minutos e 12 segundos, tempo chamado de precessão.
Ele demonstrou que o desvio depende da latitude e que nos Polos Norte e Sul o desvio seria de exatamente 360 graus por dia. Por outro lado, um pêndulo situado no equador não sofreria nenhum desvio.
Medições e resultados do experimento
É possível demonstrar que a regra que termina o tempo de rotação do plano do pêndulo é:
Onde Tp é o tempo que o plano de oscilação do pêndulo leva para completar uma volta, ou tempo de precessão, e 𝜆 é a latitude do local onde o pêndulo está montado, em graus.
Assim, medindo o tempo de precessão do pêndulo, é possível determinar a latitude da região.
Com a instalação feita na Unimonte, foram realizada várias medições, e determinou-se que em uma hora, o pêndulo apresenta um desvio de 6˚. Isso significa que o pêndulo demoraria 60 horas para completar uma volta.
Aplicando na fórmula acima, teremos que:
A latitude referencial da cidade de Santos é de 23˚57’ 53”. Isso significa que o experimento aproximou-se bastante da medida real, com um erro percentual de 1,5%.
Realização do trabalho
Este trabalho foi realizado durante o segundo semestre de 2016, como Projeto Integrador. O Projeto Integrador é uma atividade semestral do curso de Engenharia da Unimonte, em que os alunos exercem atividades interdisciplinares, que culminam na apresentação de um projeto avaliado por uma banca de professores.
Os alunos que realizaram esse projeto pertencem ao quarto semestre dos cursos de Engenharia da Produção, Mecânica e Civil:
- André Costa Santos
- Erick Francisco Pereira Da Cruz
- Henrique Tarifa Serbino
- Kleverton Menezes Andrade
- Marcos Paulo Viana
- Matheus Rizzo Lowe Dos Santos
- Pietra Martins
- Victor Fellipe Falcão
Professores orientadores:
Profa. Msc. Samira Fontes Domingos, Física
Prof. Dr. Marco Antonio Simões, Físico
