フーコーの振り子
「ナイフエッジ」による支持装置は、機械的な摩擦抵抗が非常に小さいが、エッジや受け側の摩耗やそれらの間への塵の侵入などが問題となる。フーコーの振り子の場合は、振動面の回転方向へ働く抗力も減らす必要があるため、「ダブルナイフエッジ」を使用する。「ダブルナイフエッジ」とは、互いに向き合った2組のナイフエッジを直交させて中間リングで受けて、1点で回転中心になるようにしたものである。
ヘイケ・カメルリング・オネスはフーコーの振り子の研究で博士号を取得しているが(後述)、使用したフーコーの振り子はダブルナイフエッジによる支持装置を採用している。ナイフエッジ側に板バネを取り付け、中間リングを両側から押し付けを調整できるようになっている。これを調整することにより、フーコーの振り子における楕円軌道の研究を行った。
国立科学博物館のフーコーの振り子も、機械摩擦低減のため「ダブルナイフエッジ」による支持装置に採用している。これは1934年に設置されたが、ドイツの機械工学雑誌に掲載されたものを参考に、東京計器製作所(現:東京計器)が製作した。
国際連合本部ビルにあるフーコーの振り子の支持装置は自在継手を採用している。
y ̇ ( t ) = ψ ( A 1 − B 1 ) cos  ψ t {\displaystyle {\dot {y}}(t)=\psi (A_{1}-B_{1})\cos \psi t} ⋯ {\displaystyle \qquad \cdots \ } (5-5)
時刻 t = 0 {\displaystyle t=0} のとき式(5-2)から式(5-5)より初期条件は以下のようになる。
x ( 0 ) = ( A 1 + B 1 ) , y ( 0 ) = 0 {\displaystyle x(0)=(A_{1}+B_{1}),y(0)=0}
x ̇ ( 0 ) = 0 , y ̇ ( 0 ) = ψ ( A 1 − B 1 ) {\displaystyle {\dot {x}}(0)=0,{\dot {y}}(0)=\psi (A_{1}-B_{1})}
つまり、 x {\displaystyle x} 方向に錘を持ち上げてから振り下ろすことを意味し、一方で y {\displaystyle y} 方向に ψ ( A 1 − B 1 ) {\displaystyle \psi (A_{1}-B_{1})} の初期速度が生じるため、楕円運動になる。従って楕円運動を避けるためには、 y {\displaystyle y} 方向に速度が生じないようにする錘を振り下ろする必要がある。
ただし実際の振り子では、錘の振り下ろし以外にも「弦を固定する支持装置が x {\displaystyle x} 方向と y {\displaystyle y} 方向で異なる干渉が働く」「錘が完全な対称形状をしておらず、振動に伴って生じる空気抵抗が非対称に作用する」「振り子の周りの空気の流れ」などの原因によって、楕円運動が生じる。
またガリレオの助手であったヴィンチェンツォ・ヴィヴィアーニは「単振り子の振動は、最初の垂直面から必ず同じ方向へずれていく」現象を1660年か1661年には記録していた。
ルネ・デカルトはガリレオの地動説を支持しつつも、教会からの異端審問を恐れ、オランダで隠遁生活を送っていた。デカルトは、大砲から放たれた砲弾の落下を観測すれば、地球の自転が証明できるはずだと考えた。デカルトは、文通で数学や哲学の議論を深めていたフランスの修道士のマラン・メルセンヌに大砲による実験を依頼した。
1638年の春、メルセンヌは助手と2人で大砲を使った実験に取り組んだ。大砲を垂直に向けて真上に砲弾を打ち上げた。1発目は行方不明。2発目は西に600mの地点に、3発目は東に600mの地点にそれぞれ着地。自分たちの頭上に砲弾が落ちてくる可能性がでてきたため、実験は中止となった。
アイザック・ニュートンは「落下するりんご」の話でシンボリックに語られる万有引力の発見で知られるが、またニュートンは地球の自転の証明に重力が使えるのではないかとも考えていた。1679年、ニュートンは「物体の落下は地球の自転(と慣性の法則)のために、落下地点が必ず東にずれるはずだ」というアイデアをロンドンの王立協会に手紙で送付した。