傅科摆能长时间稳定摆动的原因主要与以下因素有关:
摆长较长
傅科摆的摆长达到67米,属于长周期摆动。根据单摆周期公式 $T = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}$(其中 $T$ 为周期,$L$ 为摆长,$g$ 为重力加速度),长摆长显著延长了摆动周期,使其能够持续摆动数小时甚至更久。
摆锤较重
摆锤重28公斤,较大的质量增加了系统的惯性,使其更不易受外界干扰(如空气阻力)的影响,从而保持摆动稳定性。
摩擦力最小化
实验通过特殊设计将悬挂点处的摩擦降至最低,进一步减少了能量损耗,确保摆锤能够持续摆动。
惯性作用
由于摆锤和摆线系统具有较大惯性,基本不受地球自转的直接影响,从而能够保持长时间的摆动。
综上,傅科摆通过长周期设计、大质量摆锤、低摩擦环境以及惯性作用,实现了长时间稳定摆动,为证明地球自转提供了关键证据。