Hoofdbanner

Met de slinger van Foucault kon men voor het eerst daadwerkelijk aantonen dat de aarde om haar as draait. Daar waren eerder nogal discussies over geweest, met als begin natuurlijk de constatering van Copernicus (en later Galileï) dat de zon niet om de aarde draaide, zoals in de bijbel staat vermeld, maar andersom. De kerk heeft het daar nog eeuwen lang moeilijk mee gehad. Maar de wetenschap won, zoals altijd.

In 1851 hing Foucault een gewicht van 28 kg aan een 67 meter lange kabel in het Pantheon in Parijs. Gaf men de slinger een zetje, dan bleek deze heel geleidelijk in het horizontale vlak te verschuiven. Ogenschijnlijk treedt een kracht op. Dit is een schijnkracht, ook wel het corioliseffect genoemd. De wet van Buys Ballot is hierop gebaseerd. De beweging van wolkenmassa's rond een lagedrukgebied verloopt niet recht naar het centrum maar cirkelt er omheen. Op het noordelijk halfrond gebeurt dit tegen de wijzers van de klok in, op het zuidelijk halfrond met de wijzers mee. Kijk maar eens naar de dagelijkse weerkaarten, dan zie je dat gebeuren.                                                                                                                                                                                            
Tegenwoordig zijn er vele slingers van Foucault. In de entreehal van het Huygensgebouw van de Radboud Universiteit Nijmegen hangt er sinds 2007 één met een gewicht van 110 kg aan een kabel van 13,5 meter lang. Ik kom daar regelmatig langs, altijd weer een mooi gezicht. De slingertijd (de tijd nodig voor één keer heen en weer bewegen) is daar 7,4 seconde. De slinger wordt mechanisch aangedreven, anders zou ie door de wrijvingskrachten na een tijdje stil komen te staan.

  Slinger van Foucault

De slinger van Foucault in het Huygensgebouw van de Radboud Universiteit Nijmegen


De werking van de slinger van Foucault is heel eenvoudig. Je kunt het zelf aanschouwelijk maken. Wanneer je een bal neemt, daar een lat met een spijker in slaat en de bal vervolgens onder de lat met spijker rond laat draaien, dan zal het duidelijk zijn dat de lat steeds boven een ander gedeelte van de bal uit zal steken. Vergelijk de bal met de aarde, de plek waar je de lat met spijker vast slaat met de noordpool, en je begrijpt dat de aarde in 24 uur onder de lat door zal schuiven. Het vlak waarin de lat ligt staat loodrecht op het vlak van draaiing van de aarde. Die lat kun je in het echt vervangen door een gewicht aan een touw dat kan slingeren.

Hieronder zie je hoe een kogel in rechte lijn voortbeweegt (bovenste afbeelding), maar op een roterende aarde een ogenschijnlijk gekromde baan volgt (onderste afbeelding). Dat komt omdat we onszelf (de rode stip) op de aarde als stilstaand beschouwen. Klik op het plaatje en je ziet de beweging.

Corioliskraftanimation

 

  

 

In feite blijft dus de slinger op zijn plaats hangen en beweegt de aarde er onderdoor. Hoewel het voor ons lijkt alsof de slinger in het vlak verschuift. Maar dat komt omdat we onszelf als stilstaand beschouwen.
Zo kun je ook inzien dat de slinger er boven de evenaar oneindig lang over doet om één rondgang te maken. Het vlak van slingeren bevindt zich immers precies in dezelfde richting als het vlak van draaiing van de aarde.
Tussen de evenaar en de noordpool (en andersom, hetzelfde richting de zuidpool), neemt de tijd van rondgang af van oneindig (evenaar) tot zoals gezegd 24 uur (de noordpool).

Om te berekenen hoe lang een rondgang duurt in bijvoorbeeld Nederland, kun je de volgende formule gebruiken:

T (in uren) =  24 / sin breedtegraad

Nederland ligt op ongeveer 52 ° N.B., zodat invullen geeft: T = 30,46 uur, dus zo'n dertig en een half uur. In één etmaal draait de slinger zodoende 24/30,46 = 0,78 is ongeveer 4/5 rondje. 

Het leuke van de slinger van Foucault is de zichtbare werking ervan. Als je er ´s ochtends langs loopt en er een blik op werpt, zul je merken dat de slinger in de middag (na een dag hard werken!) een stuk gedraaid is. Wat altijd weer een gerustgevend gevoel geeft, namelijk dat de aarde, ook zonder jou, gewoon door draait. Daar hoef je zelf niks voor te doen.