Доказом обертання Землі став маятник
На перший погляд може здатися, що обставина, коли людям довгий час не вдавалося довести, що вони живуть на планеті, яка обертається, тривіальна. Але виявилося, що довести обертання Землі навколо власної осі не так просто. Все тому, що обертання інших небесних тіл можна побачити на основі безпосередніх спостережень. Наприклад, обертання Сонця можна знайти за переміщенням сонячних плям, обертання планети Марс – зі зміщенням деталей, видимих на її поверхні. Обертання ж Землі, люди не могли спостерігати збоку.
Наочним і простим доказом обертання Землі став маятник, який гойдається, Фуко – вантаж, підвішений на нитці. Приведений у рух вільно підвішений маятник буде весь час гойдатися в однієї і тій ж площині. Але щоб надійно виявити поворот площини хитання маятника внаслідок обертання Землі, потрібен досить тривалий час.
Цього недоліку немає маятник Пошехонова, за допомогою якого можна досить швидко виявити обертання Землі. Дія цього маятника ґрунтується на законі збереження моменту кількості руху. Уявіть вертикально розташовану рамку, встановлену на підставці і здатну обертатися відносно вертикальної осі. У центрі рамки на горизонтальній осі закріплена штанга, яка вільно обертається, з грузиками на кінцях. Ось і весь прилад.
Момент кількості руху - це добуток маси даного тіла m на його лінійну швидкість V і на відстань R від осі обертання. Але лінійна швидкість дорівнює добутку R на кутову швидкість ω (V = R*ω). Отже, N = m*ω*R2, де m – величина стала.
Тепер припустимо, що радіус R зменшується, тобто тіло наближається до осі обертання. Оскільки m постійна, то для того, щоб добуток ω*R2 не змінився, має відповідно збільшитися ω, тобто з наближенням обертових мас до осі обертання кутова швидкість зростає.
Змусимо центральну штангу маятника обертатися навколо горизонтальної осі. Коли штанга займає горизонтальне положення, тобто вантажі розташовані далеко від вертикальної осі, маятник повертається разом із підставкою. Але в момент, коли штанга прийде у вертикальне положення та вантажі на її кінцях виявляться на осі обертання підставки, кутова швидкість обертання рамки щодо вертикальної осі зросте. І рамка разом зі штангою має зробити "ривок", обганяючи обертання підставки. Таким чином, спостерігатиметься поступовий поворот площини обертання штанги. Неважко збагнути, що за цим принципом можна судити про обертання підставки, навіть не спостерігаючи його безпосередньо. А це означає, що за допомогою маятника Пошехонова можна виявити добове обертання Землі.
Добове обертання Землі можна побачити з космосу, вивчаючи рух її штучних супутників.
На штучний супутник, який рухається навколоземною орбітою, фактично діє лише сила земного тяжіння, яка лежить у площині цієї орбіти. Завдяки цьому площина орбіти супутника за короткі відрізки часу не змінює свого положення щодо зірок. Якби земна куля не оберталася навколо своєї осі, то супутник при кожному послідовному обороті проходив би над тими самими точками земної поверхні. Але у зв'язку з тим, що Земля обертається із Заходу на Схід, траса супутника, тобто проекція його руху на поверхню Землі, безупинно зміщується у бік заходу.
