Un pendolo di Foucault, come altri pendoli, è costituito da un peso appeso a una fune oa un filo. Il peso viene sollevato, quindi lasciato andare, e il pendolo oscilla avanti e indietro sul piano verticale, finché l’attrito con il punto di attacco sopra, o l’aria che lo circonda, lo rallenta. Quindi il pendolo, come un’altalena, ha bisogno di un’altra spinta per farlo ripartire. Qualche tempo prima della metà del 19° secolo, il fisico Leon Foucault si rese conto che se poteva prolungare il tempo di oscillazione di un pendolo prima che si fermi e rimuovere l’attrito dal suo attacco sopra, si poteva vedere la Terra ruotare da sotto di essa, dimostrando così che era la Terra che ruota sotto il cielo e non viceversa.
Foucault sapeva che più lungo era il filo attaccato al peso, più lenta sarebbe stata l’oscillazione del suo pendolo. Poteva attaccare la corda sopra a un perno quasi privo di attrito, e se avesse usato un peso molto grande, il pendolo oscillerebbe così lentamente che sembrerebbe cambiare direzione, mentre la Terra si spostava da sotto di esso. Lo svantaggio era che poiché il pendolo di Foucault era il più grande pendolo mai creato, Foucault aveva bisogno di un edificio con un soffitto molto alto. Fu offerto il Pantheon, un gigantesco mausoleo con un ingresso a colonne e un alto soffitto a cupola, e il pendolo di Foucault aveva una casa.
Il pendolo di Foucault non solo dimostra che la Terra ruota attorno al proprio asse, ma come un giroscopio, una macchina a rotazione libera che non cambia direzione se non viene spinta, illustra la prima legge del moto di Newton. Il motivo per cui la Terra può uscire da sotto il pendolo è che il pendolo è messo in movimento e non cambierà il suo movimento per corrispondere a quello della Terra, a meno che non agisca su di esso una forza aggiuntiva per farlo. C’era un problema, però, con la dimostrazione. Il pendolo di Foucault al Pantheon di Parigi, in Francia, ha impiegato più di trenta ore per raggiungere la sua posizione originale, più del tempo necessario alla Terra per completare una rotazione.
Una semplice equazione indica ai ricercatori la latitudine necessaria affinché il pendolo di Foucault sia più efficace e l’equazione prevede che, all’equatore, la Terra non ruoterà da sotto il pendolo. Se Leon Foucault avesse fatto il suo esperimento all’equatore, non avrebbe visto alcun cambiamento nella direzione del pendolo, solo un movimento avanti e indietro. Anche i poli nord e sud sono luoghi ideali per l’esperimento. Al Polo Nord, come sospeso alla Stella Polare, il pendolo di Foucault consentirebbe alla Terra di ruotare fuori da sotto di essa in 24 ore esatte. Sono disponibili video online per illustrare le gradazioni di movimento del pendolo di Foucault tra equatore e poli.
Oggi ci sono migliaia di pendoli di Foucault ospitati principalmente nelle università e nelle istituzioni scientifiche di tutto il mondo. Questi pendoli non saranno in moto perpetuo, poiché a causa della perdita di energia, il peso salirà a livelli sempre più bassi fino a puntare verso il basso verso il centro della Terra e fermarsi. Per avviare il pendolo, in origine, veniva utilizzata una fune per sollevare il peso fino all’altezza massima. La fune è stata quindi data alle fiamme, in modo che quando si è bruciata, nessuna forza aggiuntiva ha influenzato il movimento del pendolo all’avvio. I pendoli moderni di solito utilizzano dispositivi magnetici per avviare e mantenere il pendolo in movimento.