פוקו נודע בשל המטוטלת של פוקו שהעידה על כך שכדור הארץ חג סביב צירו. פוקו חקר שדות מגנטיים וגילה את "זרמי פוקו" (eddy currents), לאחר שמצא שדסקית נחושת המסתובבת בתוך שדה מגנטי יוצרת זרמי מערבולת. כמו כן הגה את הגירוסקופ וביצע ניסוי שהעיד על כך שמהירות האור במים איטית יותר מאשר באוויר, ממנו הסיק שלאור יש אופי גלי.
חייו.
פוקו היה בן של מוציא לאור בפריז, שם הוא נולד ב-18 בספטמבר 1819. לאחר שלמד בעיקר בבית החל ללמוד רפואה, אך עזב אותה לטובת פיזיקה בגלל המטופוביה.
בתחילה, הוא ריכז את מאמציו בשיפור תהליך הצילום של לואי ז'אק מנדה דאגר, ולאחר מכן במשך שלוש שנים עבד עם אלפרד פרנסואה דאן במסגרת ההרצאות שלו על אנטומיה מיקרוסקופית.
עם ארמן איפוליט פיזו הוא ערך סדרת חקירות בנושאים שונים: על עוצמת האור מהשמש, בהשוואה לאור שמופק ממנורת קשת מבוססת פחמן, על ההפרעות של קרינת אינפרא אדום ועל הקיטוב הכרומטי של האור.
בשנת 1850, באמצעות מנגנון פוקו-פיזו, ערך ניסוי למדידת מהירות האור, שנודע כניסוי פוקו-פיזו ובכך שהוא "נעץ את המסמר האחרון בארון הקבורה" של התאוריה של ניוטון על האופי החלקיקי של האור, בכך שהראה שהאור נע לאט יותר במים מאשר באוויר.
בשנת 1851, פוקו היה הראשון לספק הדגמה ניסויית של סיבוב כדור הארץ על ציריו, הוא השיג זאת בכך שהראה כיצד מסתובב מישור התנודה של מטוטלת ארוכה וכבדה שתלה מהגג של הפנתאון של פריז. הניסוי גרם לסנסציה בקרב הקהל הרחב. במהרה נתלו מטוטלות פוקו רבות ברחבי ערים רבות באירופה ובאמריקה שמשכו קהל רב. בשנה שלאחר מכן הוא השתמש בגירוסקופ ואף העניק לו את שמו, כדי להראות בצורה פשוטה ורעיונית יותר את תנועת כדור הארץ.
בשנת 1855 קיבל את מדליית קופלי מהחברה המלכותית על "מחקרים ניסויים מאוד מרשימים", מוקדם יותר באותה שנה מונה לפיזיקאי במצפה הקיסרי בפריז.
בספטמבר 1855 גילה שהכוח הדרוש כדי לגרום לדיסק נחושת להסתובב גדל כאשר שמים אותו בין שני קטבים של מגנט, ושבו-זמנית הדיסק מתחמם על ידי זרמי מערבולת או זרמי פוקו שמושרים במתכת.
בשנת 1857 המציא פוקו את המקטב, שנושא את שמו ובשנה שלאחר מכן הוא פיתח שיטה של בדיקת המראה של טלסקופ מחזיר אור כדי לקבוע את צורת המראה, מה שידוע כמבחן סכין-קצה של פוקו המאפשר לאדם לדעת אם המראה היא בצורה כדורית מושלמת או שיש סטייה שאינה כדורית בדמותה.
מותו.
פוקו נפטר מטרשת נפוצה ב-11 בפברואר 1868 בפריז. הוא נטמן בבית הקברות של מונמארטר.
האסטרואיד 5668 פוקו קרוי על שמו, וכן שמו הוא אחד מ-72 השמות החרוטים על מגדל אייפל בפריז.
מטוטלת פוקו
מטוטלת פוּקוֹ או המטוטלת של פוקו הייתה מרכיב בניסוי שערך לאון פוקו בפריז ובו הדגים באמצעותה שכדור הארץ חג סביב צירו, ואת פעולת כוח קוריוליס – כוח מדומה הנובע מהימצאותנו במערכת מסתובבת, שהיא מערכת לא אינרציאלית.
סיבוב כדור הארץ סביב צירו גורם למישור התנודה של המטוטלת להסתובב באיטיות, במהירות זוויתית ששווה למכפלת מהירות סיבוב כדור הארץ, בסינוס קו הרוחב של המקום בו מתבצע הסיבוב: בקטבים מישור התנודה ישלים סיבוב שלם ב-24 שעות, בפריז תארך ההקפה כ-32 שעות, ואילו בקו המשווה האפקט לא יורגש כלל. בישראל (קו רוחב 32°) המטוטלת משלימה סיבוב שלם כל 45 שעות.
בשנת 1851 ערך פוקו את הניסוי עם המטוטלת בפני הציבור בפנתיאון בפריז כאשר השתמש בכבל אשר אורכו 67 מטרים ואל קצהו מחובר כדור ברזל. על ניסוי זה ועל הגיית הגירוסקופ זכה פוקו לקבל את מדליית קופלי מהחברה המלכותית הבריטית בשנת 1855.
מטוטלות פוקו פזורות ברחבי העולם בעיקר במוזיאונים ובאוניברסיטאות. בישראל ניתן לצפות במטוטלת פוקו במספר מקומות, בהם מדעטק בחיפה, בבניין פרלמן ובגן המדע של מכון ויצמן למדע, בבניין המחלקה לפיזיקה באוניברסיטת בן-גוריון ובמצפה הכוכבים בגבעתיים.
מכיוון שהחיכוך עם האוויר מאט ואף מפסיק את תנועתה של המטוטלת, ישנם מוזיאונים שמוסיפים למטוטלת מנוע אלקטרומגנטי או אמצעי אחר, שמאפשר את המשך התנודה. מקומות אחרים מאתחלים את המטוטלת באופן קבוע לאחר עצירתה, לעיתים במסגרת טקס השקה המשמש כאטרקציה לציבור הרחב. אתגר הנדסי נוסף, הוא יצירת מטוטלת פוקו שתנוע ללא העדפה לכיוון מסוים.
ניתוח מתמטי.
כאמור, סיבוב מישור התנודה של המטוטלת מוסבר על ידי כוח קוריוליס. בקירוב אל הזוויות הקטנות, המטוטלת מבצעת תנועה הרמונית במישור האופקי. תחת הקירוב, הכוח המחזיר שמפעילה הכבידה, נתון על ידי
formula_1.
זאת כאשר formula_2 היא התדירות הזוויתית של תנודת המטוטלת. על מנת לחשב את השפעת כוח קוריוליס, יש לחשב את ההיטל שלו על המישור האופקי (תחת הקירוב, המטוטלת מוגבלת לתנועה במישור האופקי). כוח קוריוליס נתון על ידי
formula_3
זאת כאשר formula_4 היא המהירות הזוויתית של כדור הארץ. לשם נוחות, נגדיר כי ציר ה-x מכוון מזרחה, וציר ה-y מכוון צפונה.
את רכיב המהירות הזוויתית formula_4 יש לפרק למערכת הצירים המקומית שבה עושים את הניסוי.
כלומר:
כאשר: formula_9 היא מהירות בכיוון מזרח מקומי
formula_10 היא מהירות בכיוון הצפון המקומי
formula_11 היא מהירות כלפי הקרקע
לאחר שמבצעים את המכפלה הווקטורית בין המהירות הזוויתית של כדור הארץ למהירות המקומית (הכל במערכת צירים מקומית), מקבלים את הביטוי שרשום ב formula_12
כעת מניחים כי המהירות האנכית זניחה (מטוטלת בזויות קטנות), ואת המהירויות הנותרות רושמים כנגזרת של מיקום
formula_13
formula_14
כעת רושמים את הבטוי לכוח בכיוון מזרח וצפון, על ידי מכפלת התאוצות בכיוונים אלה במסת הגוף m
formula_15
formula_16
כאשר formula_17 הוא קו הרוחב שבו אנו נמצאים. בשקלול עם הכוח המחזיר והחוק השני של ניוטון, נקבל את מערכת המשוואות:
formula_18
זוהי מערכת משוואות מצומדות, והיא קשה לפתרון ישיר. נגדיר משתנה מרוכב חדש formula_19, ולאחר הכפלת המשוואה התחתונה ב formula_20 וחיבור המשוואות, תתקבל המשוואה הפשוטה
formula_21,
שפתרונה הוא
formula_22
בקירוב formula_23 מתקבלת התוצאה הסופית:
formula_24.
הביטוי בסוגריים מבטא תנועה הרמונית בתדירות formula_25, והביטוי formula_26 הוא סיבוב מישור התנועה בתדירות formula_27. אם נעבוד ביחידות זמן של ימים, אז formula_28, ונבחין כי מישור התנועה משלים סיבוב שלם כל formula_29 ימים. בישראל, שבה formula_30, המטוטלת משלימה סיבוב שלם כל 45 שעות.
דייב גרוהל
דייוויד אריק "דייב" גרוהל (באנגלית: Dave Grohl; נולד ב-14 בינואר 1969) הוא מוזיקאי רוק אמריקאי. גרוהל היה מתופף להקת נירוונה משנת 1990, אז החליף את צ'אד צ'אנינג. ב-1994 הקים את להקת פו פייטרס, והוא משמש כסולן וגיטריסט בלהקה. כיום הוא משתתף בלהקה נוספת הנקראת Them Crooked Vultures.
ביוגרפיה.
שנותיו הראשונות.
כשהיה גרוהל ילד עברה משפחתו מאוהיו לוירג'יניה. שלוש שנים לאחר מכן, הוריו התגרשו והוא עבר לגור עם אימו.
בגיל 12, גרוהל החל לקחת שיעורי גיטרה, אך לאחר זמן מה הוא החליט שנגינה עם הרכבים יתרמו
לו יותר מאשר שיעורים והוא עבר לנגן עם להקות שונות.
שנה לאחר מכן, בשנת 1982, גרוהל ואחותו ליסה, נסעו לבלות את הקיץ באילינוי אצל בת דודתם.
היא לקחה אותם למספר הופעות פאנק רוק של להקות מקומיות ומאז גרוהל החל להתעניין במוזיקה זו.
כאשר גרוהל היה בחטיבת הביניים, הוא הצטרף ללהקה בשם "Freak Baby" בתור גיטריסט. באותה תקופה, הוא החל ללמד את עצמו תופים כאשר ניגן על מספר חפצים בחדרו. כאשר הלהקה החליטה להוציא את הבסיסט,
גרוהל ניצל את ההזדמנות ועבר לתופף בלהקה. כעבור זמן קצר הלהקה שינתה את שמה ל"Mission Impossible".
במהלך השנים כאשר גרוהל פיתח את עצמו כמתופף, הוא מספר שג'ון בונהם (לד זפלין) היה
ההשפעה הכי גדולה שלו, וכיום יש לו קעקוע על זרועו של הסמל המפורסם של בונהאם.
לאחר זמן קצר, להקת "Mission Impossible" התפרקה וגרוהל הצטרף ללהקת הפוסט פאנק "Dain Bramage".
בגיל 17, גרוהל ניגש לאודישן ללהקת "Scream" ועבר אותו בהצלחה. כדי להצליח באודישן, הוא שיקר בנוגע לגילו ואמר שהוא בן 20. להפתעתו הרבה, הלהקה הסכימה לצרף אותו.
זמן קצר לאחר מכן, הוא נשר מהתיכון כדי לנגן בתופים באופן מלא. באחד הראיונות הוא סיפר: "הייתי בן 17 והתרגשתי מאוד לראות את העולם. אז עשיתי את זה."
במשך ארבע השנים הבאות, יצא גרוהל עם הלהקה לסיבוב הופעות, הקליט איתם מספר אלבומי הופעה חיה
ושני אלבומי אולפן בשם "No More Censorship" ו-"Fumble".
נירוונה.
כמה חודשים לאחר מכן, להקת "Scream" התפרקה באופן מפתיע וגרוהל התקשר לחברו באז אוסבורן לעצה.
אוסבורן נתן לגרוהל את הטלפון של קריסט נובוסליץ' והוא הזמין את גרוהל לבוא לסיאטל לראות את נירוונה מופיעים. גרוהל נבחן להיות המתופף של נירוונה והתקבל.
בזמן שגרוהל הצטרף, הלהקה כבר הקליטה מספר שירי דמו והם בילו את רוב זמנם כדי למצוא חברה שתחתים אותם. לבסוף הם הוחתמו בDGC Records ובאביב 1991, הם נכנסו להקלטות. בספטמבר 1991, האלבום "Nevermind" יצא והשיג הצלחה עולמית ונירוונה הפכה לאחת הלהקות המשפיעות בסצנת הגראנג'.
במשך השנים כתב גרוהל שירים וסירב להציג אותם ללהקה בטענה שהם יפגעו בכימיה של הלהקה. במקום להציג את השירים לנירוונה, בשנת 1992 הוא הקליט את השירים לבדו והוציא קלטת שנקראה "Pocketwatch". גרוהל לא ציין את שמו בקלטת, אלא נתן לעצמו את הכינוי "Late!".