Bilkent Üniversitesi Fizik Bölümü‘nün de içinde bulunduğu Fen Fakültesi binasında izlenebilecek Foucault sarkacı, 1988 yılınan bu yana çalışmaktadır.
Sarkacın uzunlugu 14 metre olup kütlesi 80 Kg civarındadır. Bir salınımı 7,5 saniyedir.
Salınımın sürekliliği, sarkacın altına yerleştirilmiş bir mıknatıs ile zemindeki bir elektromıknatıs aracılığı ile gerçekleştirilmektedir.
Elektromıknatıs, sarkaca bazı salınımlarda merkeze doğru bir kuvvet uygulamaktadır.
Sarkaç, Fransız fizikçi Jean Bernard Léon Foucault (1819–1868) tarafından, dünyanın dönüşünün astronomik gözleme dayanmadan izlenebilmesi için önerilmiştir.
Dünyamızın üzerinde hareket eden bir gözlemci, dünyanın dönme hareketinin ivmesinden dolayı, üzerinde sanal bir kuvvet varmış gibi etkilenir (Coriolis etkisi).
Bu etki, kuzey yarımkürede hareket yönünün sağına doğru, güney yarımkürede de soluna doğru oluşur.
Bu, doğrudan hissetmek için çok zayıf bir kuvvet olmakla beraber rüzgarların ve büyük akarsuların yönünü etkileyebilecek düzeylere ulaşır.
Foucault sarkacı da yine bu zayıf kuvvetin zamanla biriken etkisini, salınım yönünün değişmesi olarak gösterir.
Bilkent sarkacının da salınım yönünün, bir süre izlendiğinde, zamanla hareket yönünün sağına doğru değiştiği gözlemlenebilir.
Sarkaç kuzey kutbunda olsaydı, dünyamız 12 saat içinde sarkacın altında 180° dönecekti.
Buradaki bir gözlemciye göre salınım yönü, örneğin önce ileri-geri yönünde iken 6 saat sonra sağ-sol yönünde, 12 saat sonra da tekrar ileri-geri yönde olacaktı.
Bu deney ekvatorda yapılsaydı, o noktada dünyanın dönüşünden dolayı ivmenin düşey doğrultuda olmasından dolayı salınım yönü değişmeyecekti. Buradan, sarkacın salınım yönünün bir tur atıp eski yönüne gelmesinin, sarkacın çalıştığı enleme bağlı olacağını görebiliriz.
Hesaplandığında, bu süre T = 12saat/sin(φ) olarak bulunur. Burada φ konumun enlemini göstermektedir.
Nitekim bu dönmenin, φ değerinin 90° olduğu kuzey kutbunda 12 saat, sıfır olduğu ekvatorda ise sonsuz zaman alacağını görebiliz.
Enlemin 39,87° olduğu Bilkent sarkacı için ise bu süre 12saat/sin(39,87°) = 18,72 saat (veya 18 saat 43 dakika) olur.
Bu da sarkacın yönünün bir saatte 9,6° değişeceği anlamına gelir.
Kuzey kutbunda salınan bir Foucault sarkacı:
(Modalanalytiker, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)
Diğer Türkçe kaynaklar: