Un péndulo de Foucault, como otros péndulos, consiste en un peso que cuelga de una cuerda o alambre. El peso se levanta, luego se suelta y el péndulo se balancea hacia adelante y hacia atrás en el plano vertical, hasta que la fricción con el punto de unión de arriba, o el aire que lo rodea, lo frena. Luego, el péndulo, como un columpio, necesita otro empujón para que vuelva a funcionar. En algún momento antes de mediados del siglo XIX, el físico Leon Foucault se dio cuenta de que si podía extender el tiempo que un péndulo oscila antes de que se detenga y eliminar la fricción de su unión por encima, se podría ver que la Tierra giraba desde debajo, demostrando así que era la Tierra girando bajo el cielo y no al revés.
Foucault sabía que cuanto más largo fuera el cable sujeto al peso, más lento sería el movimiento de su péndulo. Podía sujetar la cuerda de arriba a un pasador casi sin fricción, y si usaba un peso muy grande, el péndulo se balancearía tan lentamente que parecería cambiar de dirección, a medida que la Tierra se moviera desde debajo de él. El inconveniente era que debido a que el péndulo de Foucault era el péndulo más grande jamás creado, Foucault necesitaba un edificio con un techo muy alto. Se ofreció el Panteón, un mausoleo gigante con una entrada con columnas y un alto techo abovedado, y el péndulo de Foucault tenía un hogar.
El péndulo de Foucault no solo demuestra que la Tierra gira sobre su eje, sino que, como un giroscopio, una máquina que gira libremente y que no cambia de dirección a menos que se la empuje, ilustra la primera ley del movimiento de Newton. La razón por la que la Tierra puede moverse desde debajo del péndulo es que el péndulo se pone en movimiento y no cambiará su movimiento para que coincida con el de la Tierra, a menos que alguna fuerza adicional actúe sobre él para hacerlo. Sin embargo, hubo un problema con la demostración. El péndulo de Foucault en el Panteón de París, Francia, tardó más de treinta horas en alcanzar su posición original, más del tiempo necesario para que la Tierra completara una rotación.
Una ecuación simple les dice a los investigadores la latitud requerida para que el péndulo de Foucault sea más efectivo, y la ecuación predice que, en el ecuador, la Tierra no rotará desde debajo del péndulo. Si Leon Foucault hubiera hecho su experimento en el ecuador, no habría visto ningún cambio en la dirección del péndulo, solo un movimiento de ida y vuelta. Los polos norte y sur también son lugares ideales para el experimento. En el Polo Norte, como si estuviera suspendido de la Estrella Polar, el péndulo de Foucault permitiría que la Tierra girara desde debajo en exactamente 24 horas. Hay videos disponibles en línea para ilustrar las gradaciones de movimiento del péndulo de Foucault entre el ecuador y los polos.
Hoy en día, hay miles de péndulos de Foucault alojados principalmente en universidades e instituciones científicas de todo el mundo. Estos péndulos no estarán en movimiento perpetuo, ya que a través de la pérdida de energía, el peso subirá a niveles cada vez más bajos hasta que apunte hacia abajo al centro de la Tierra y se detenga. Para iniciar el péndulo, originalmente, se utilizó una cuerda para levantar el peso a una altura máxima. A continuación, se prendió fuego a la cuerda, de modo que cuando se quemó, ninguna fuerza adicional afectaría el movimiento del péndulo en el arranque. Los péndulos modernos suelen emplear dispositivos magnéticos para iniciar y mantener el péndulo en movimiento.