IL PENDOLO DI FOUCAULT
La prima dimostrazione pubblica della rotazione terrestre
Che qualcosa non funzionasse nel comportamento del pendolo lo notò già Vincenzo Viviani, allievo di Galilei, che così scriveva: “Osservammo che tutti i pendoli di un solo filo deviano dal piano verticale e sempre per il medesimo verso”.
Due secoli e mezzo più tardi, Leon Foucault, che da tempo aveva abbandonato gli studi di medicina per dedicarsi completamente alla fisica, interpretò correttamente questi strani comportamenti togliendo a Viviani la soddisfazione di aver trovato la dimostrazione della rotazione della Terra: perchè quelle presunte anomalie, come vedremo, erano proprio conseguenza del fatto che la Terra gira su se stessa. Oggi il nome di Foucault è legato al suo famoso “pendolo”, che presentò pubblicamente a Parigi 150 anni fa, nel marzo del 1851, sotto la cupola del Pantheon, dopo una anteprima per gli addetti ai lavori nell'Osservatorio di Parigi. Dietro a questa dimostrazione pubblica della rotazione della Terra c'èlo zampino del futuro imperatore dei francesi Luigi Napoleone, che intese dimostrare la “sua sollecitudine per la scienza” facendo allestire le apparecchiature necessarie nel tempo record di quindici giorni.
Il pendolo era costituito da un filo di 1,4 millimetri di diametro lungo 67 metri al quale era appesa una sfera di ottone di 28 chilogrammi che, a causa del suo peso, provocava un allungamento del filo di 6 centimetri. La sfera era inoltre dotata di un indice che sfiorava una piattaforma di legno di bosso del diametro di 6 metri posto sotto di essa per non danneggiare il mosaico del pavimento. Il piano, infine, era stato ricoperto da uno strato di 20 centimetri di terra battuta per rendere evidenti le tracce lasciate dall'indice della sfera in oscillazione. Durante l'allestimento Foucault e il suo assistente Paul-Gustave Froment ebbero qualche problema. La sfera di ottone, infatti, causò la rottura del filo; per fortuna l'incidente si verificò quando nel Pantheon non c'era nessuno. Il pendolo fu spostato dalla sua posizione di equilibrio e fissato con un filo. Bruciato il filo con un fiammifero, il pendolo cominciò a oscillare lentamente, 8 secondi all'andata e 8 al ritorno ed, “in diretta”, il pubblico invitato si rese conto che il piano delle oscillazioni non restava invariato, ma ruotava nel senso del movimento apparente delle stelle.
Secondo le leggi della meccanica, il piano di oscillazione di un pendolo deve restare invariato e pertanto se questo presenta spostamenti, significa che a spostarsi deve essere necessariamente il pavimento, e dunque la Terra. Gli spostamenti sono dovuti alla cosiddetta "forza di trascinamento" (o “forza di Coriolis”). E' possibile dimostrare che lo spostamento del piano di oscillazione avviene tanto più rapidamente quanto maggiore è la latitudine. Per questo motivo al Polo Nord il piano di oscillazione del pendolo effettua una rotazione completa in 24 ore, mentre a Parigi impiega quasi 32 ore.
Dall'esperimento all'interno del Pantheon, la mania del pendolo si
diffuse in tutto il mondo. L'ultimo esperimento del 1851 fu effettuato dal gesuita padre Angelo Secchi, che fece penzolare dal soffitto della chiesa romana di Sant'Ignazio una massa di 28,5 kg con un filo lungo quasi 32 metri. La mania del pendolo contagiò anche il generale cinese Cheng-Ki-Tong, che immediatamente chiese di installarne uno a Pechino perchè molti cinesi a quel tempo erano ancora convinti che la Terra fosse immobile.
Il “pendolo di Foucault” ha avuto il suo quarto d'ora di celebrità alcuni anni fa quando uscì l'omonimo romanzo di Umberto Eco. Nella prima pagina, però, sta scritto che il periodo del pendolo dipende dal rapporto fra la radice quadrata della lunghezza del filo e il numero “pi greco” e l'affermazione non è esatta. Per le piccole oscillazioni, infatti, il periodo è proporzionale a 2π volte la radice quadrata della lunghezza del filo e inversamente proporzionale all'accelerazione di gravità “g”.
GABICI FRANCO (Tratto da Tuttoscienze - La Stampa)
