Captura e streaming do movimento do Pêndulo de Foucault
Sistema para acompanhar em tempo real o movimento pendular.
Introdução
Em 26 de março de 1851, o cientista francês Jean-Bernard-León Foucault (1819-1868) demonstrou o movimento de um pêndulo que estava pendurado na cúpula do Panthéon em Paris (Figura 1).
O pêndulo constava de um corpo de chumbo de 28 kg preso a um arame de aço de 67 m de comprimento e de 1.4 mm de diâmetro.
À medida que o pêndulo oscilava, seu plano de oscilação avançava cerca de um grau a cada cinco minutos, levando cerca de 32 horas para completar uma volta. O movimento do pêndulo de Foucault que está instalado atualmente no Panthéon pode ser visto na Figura 2.
O experimento de Foucault foi considerado por Robert P. Crease em seu livro “The Prism and the Pendulum: The Ten Most Beautiful Experiments in Science” como um dos 10 mais belos experimentos científicos. No livro, Crease escreve:
“O pêndulo de Foucault exibe o sublime na ciência. Ele tem pouco em comum com o experimento de Eratóstenes, que mede um comprimento (a circunferência da Terra), do qual já se sabia que tinha alguma magnitude; ou com o experimento do plano inclinado de Galileu, que comprova uma lei matemática; ou com os experimentos de Newton com prismas, que desvendaram um novo aspecto da natureza. E todos os experimentos científicos têm um toque de sublimidade, porque revelam que a natureza é infinitamente mais rica do que os conceitos e procedimentos com os quais a abordamos. Mas o pêndulo de Foucault enfatiza o sublime pelo modo dramático com que expõe a inadequação – ou antes, o desajuste – entre a percepção humana e o funcionamento da natureza.”
O obseRVe está construindo duas réplicas do pêndulo de Foucault. Uma delas será instalada na UFSCar (Campus Araras) e a outra na UNICAMP (Faculdade de Tecnologia).
Transmissão do movimento do pêndulo
Este projeto visa implementar um sistema para capturar o movimento do pêndulo e transmiti-lo em tempo real na internet (streaming).
Pretende-se também mostrar a evolução das coordenadas \(x\) e \(y\) do pêndulo para se determinar a velocidade angular do plano de oscilação.
O sistema será uma adaptação do sistema desenvolvido por Francesco Scandiffio e Claudia Raffaelli (Università degli Studi di Firenze) disponível aqui. Usaremos uma Pi camera (Modulo Câmera Raspberry Pi Rev 1.3 5mp P5v04a) acoplada a um Raspiberry Pi 3 e a linguagem Python para coletar e processar os dados do movimento do pêndulo.
Financiamento
Este projeto é uma das atividades financiadas pelo CNPq por meio da Chamada CNPq/MCTI/FNDCT 39/2022 “Programa de Apoio a Museus e Centros de Ciência e Tecnologia e a Espaços Científico-Culturais” (processo 407086/2022-6) dentro da Linha 3: Divulgação Científica e Educação Museal.