 J.B.L Foucault demonstriert 1851 im Pariser Pantheon mit seinem Pendel die Erdrotation. |
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J.B.L Foucault demonstriert 1851 im Pariser Pantheon mit seinem Pendel die Erdrotation. |
Die Idee dahinter ist recht einfach: ein schwingendes Pendes behält die Lage seiner Schwingungsebene stets bei. Wir können das mit einem einfachen Modellversuch überprüfen.
Dazu bauen wir uns aus Sperrholz o.ä. ein mindestens 20cm hohes Gerüst das auf eine drehbare Platte montiert wird. Wird nun das Pendel in Schwingung versetzt un die Platte vorsichtig gedreht, ohne dabei die Platte zu erschüttern, so können wir sehen, daß das Pendel seine auf dem Raum bezogene Schwingungsrichtung beibehält.
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| An einem Modellpendel erkennt man, daß sich bei Drehung des Pendels die auf dem Raum bezogene Schwingungsrichtung nicht ändert. | |
Möchte man die Drehung der Erde nachweisen, so braucht man ein sehr langes
Pendel, das beispielsweise von der Decke bis zum Fußboden reicht. Außerdem
versteht es sich von selbst, daß alle Fenster und Türen geschlssen bleiben
müssen, damit kein Luftzug das Experiment berinträchtigt.
Daneben braucht man einen schweren Pendelkörper wie z.B. eine mit Sand
gefüllte Christbaumkugel (Achtung: aber nicht die normalen Aufhänger für
Christbaumkugeln nehmen, denn die halten das Gewicht einer gefüllten Kugel
nicht!). Bei jeder Schwingung wird die Kugel durch die Luftreibung immer
ein weing abgebremst (sie verliert Energie, wie der Physiker sagt).
Eine schwere Kugel hat eine größere Energie als eine leichte. Daher fallen
die Reibungsverluste nicht so schnell ins Geweicht wie bei einer leichten
Kugel.
Zur besseren Beobachtung der Kugel kann man ein großes Blatt Papier
unter die Kugel legen, auf dem mehreren Linien aufgezeichnet sind, die
sich in einem Winkel von 2° im Mittelpunkt des Blattes
schneidenden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Schatten des Pendelfadens
entlang der Schwingungsebene an die Wand zu projizieren und zu markieren.
Anhand der Wanderung des Schatten läßt sich die Drehung der
Pendelebene (d.h die Erddrehung) ablesen.
Wie schnell dreht sich nun unser Pendel? Ein Pendel auf dem Nord- oder Südpol der Erde würde sich in 24 Stunden um 360° oder um 15° pro Stunde drehen. Je weiter wir von dem Polen der Erde entfernt sind, desto geringer fällt die Drehung pro Stunde aus. Am Äquator ist keine Drehung mehr zu Beobachten. In Mitteleuropa (d.h. bei 50° Nord) dreht sich die Pendelebebe um etwa 11.5° pro Stunde. Allgemein gilt für die Drehgeschwindigkeit der Pendelebene: 15°/Std·sin(geogr.Breite).
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