Letzten Sommer war ich bei Kopernikus in Polen. Dort gibt es einen
Turm, in dem ein Foucaultsches Pendel schwing. Im Laufe eines Tages
bestreicht das Pendel 360°. Hat das mit der Corioliskraft zu tun?
Wieso schwingt das Pendel immer weiter, ohne auszuruhn?
Alexander, der Polen nur weiter empfehlen kann.
PS. Leider wurde mir, wie vorrausgesagt, die Camera geklaut. Doch
nicht in Polen, sondern vor dem Dom in Fulda.
Hallo Alexander,
mit der Corioliskraft hat das insofern etwas zu tun, als das Pendel frei schwingt und der Corioliskraft daher nicht ausgesetzt ist bzw. nicht auf sie reagiert. Das Pendel schwingt immer in derselben Ebene, es ist die Erde, die sich darunter durch dreht.
Irgendjemand muss das Pendel schon immer wieder anstossen, wahrscheinlich wenn keine Touristen da sind.
Gruss Reinhard
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Das Pendel
schwingt immer in derselben Ebene, es ist die Erde, die sich
darunter durch dreht.
Hallo Reinhard,
also wenn das Pendel auf dem Nordpol steht, kann ich mir das noch vorstellen, dass die Erde sich darunter weg dreht. In mittleren Breiten habe ich aber da Schwierigkeiten solch eine Ebene zu finden, die immer die Pendelaufhängung und den Erdmittelpunkt enthält. Diese beiden Punkte definieren die Ruhelage des Pendels und diese Lage sollte selbstverständlich immer in der unveränderten Schwingebene liegen. Irgendwie komme ich mit Deiner Annahme immer zu einem Widerspruch.
Viele Grüße
Stefan
Hallo,
mittleren Breiten habe ich aber da Schwierigkeiten solch eine
Ebene zu finden, die immer die Pendelaufhängung und den
Erdmittelpunkt enthält. Diese beiden Punkte definieren die
Ruhelage des Pendels und diese Lage sollte selbstverständlich
immer in der unveränderten Schwingebene liegen. Irgendwie
komme ich mit Deiner Annahme immer zu einem Widerspruch.
In unseren „mittleren Breiten“ ist es so, daß die Pendel-
aufhängung in Ruhelage auf einem nach oben offenen Kegel-
mantel rotiert. Die Schwingungsebene wird nicht konstant
sein, sondern bei Rotation der Erde um den Differenzwinkel
zur Erdachse abkippen. Die Schwingungsebene bleibt also
im Raum nicht konstant, sondern nur die Schwingungsrichtung.
Gruß Uwi
Hallo Uwi,
Du hast mein Verständnisproblem recht gut erkannt. Jetzt frage ich mich allerdings, was unter einer konstanten Schwingungsrichtung zu verstehen ist. Besser ich frage nicht mich, sondern euch.
Viele Grüße
Stefan
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
also wenn das Pendel auf dem Nordpol steht, kann ich mir das
noch vorstellen, dass die Erde sich darunter weg dreht. In
mittleren Breiten habe ich aber da Schwierigkeiten solch eine
Ebene zu finden, die immer die Pendelaufhängung und den
Erdmittelpunkt enthält. Diese beiden Punkte definieren die
Ruhelage des Pendels und diese Lage sollte selbstverständlich
immer in der unveränderten Schwingebene liegen. Irgendwie
komme ich mit Deiner Annahme immer zu einem Widerspruch.
Hallo Stefan,
der Einwand ist berechtigt, wahrscheinlich müsste man noch hinzufügen, dass das Pendel am Äquator überhaupt nicht so funktioniert wie es jeder kennt. In Wirklichkkeit ist die Sache viel komplizierter, man müsste wohl wirklich die Bewegung anhand der entsprechenden Gleichungen berechnen, um festzustellen wie genau und warum sich die Pendelebene verändert. Ich weiss nicht, ob Foucault sich dieser Tatsache bewusst war, für die Öffentlichkeit war die Vorführung aber sehr überzeugend.
Insofern ist es gut, dass du deine Einwände damals noch nicht formuliert hast, sonst würde die Menscheheit womöglich immer noch glauben, dass die Sonne um die Erde kreist.
Gruss Reinhard
Insofern ist es gut, dass du deine Einwände damals noch nicht
formuliert hast, sonst würde die Menscheheit womöglich immer
noch glauben, dass die Sonne um die Erde kreist.
Hallo Reinhard,
solange die Leute ohne nachzudenken alles glauben, was ihnen andere erzählen, ist es völlig egal ob sich die Erde um die Sonne dreht oder umgekehrt.
Einer der heute sagt: „Die Erde dreht sich um die Sonne, das war schon immer so, das sagen alle, die was davon verstehen.“, der ist auch nicht auf einem anderen Niveau.
Der nächste Schritt sind Leute, die sagen: „Man müsste das mal im Detail nachrechnen.“
Noch einen Schritt weiter sind die Leute, die es dann auch nachrechnen.
Aber jetzt rede ich über die Pirouetten beim Eiskunstlauf. Jeder kanns ausprobieren: Wenn man die Arme anzieht (die Masse näher an die Drehachse bringt), dann dreht man sich schneller. Bei unveränderten Armen aber schnellerer Drehung zieht die Fliehkraft die Arme nach außen.
Jetzt tauschen wir die Eiskunstläuferin einfach durch die Erde aus. Statt der Arme nehmen wir erstmal das Gewicht, das aber noch nicht am Pendel hängt. Das befindet sich - wie die Arme - in den mittleren nördlichen Breiten.
Übrigens die Erde dreht sich von Westen nach Osten. (Im Osten geht die Sonne auf)
Dieses Gewicht bewege sich nun
nach Norden entlang der Erdoberfläche. Damit kommt das Gewicht näher an die Drehachse und dreht sich also schneller, während die Erde sich unverändert dreht. Gegenüber der Erdbewegung bewegt sich dann das Gewicht schneller von Westen nach Osten (Wie bei der Eiskunstlaufpirouette). Bezogen auf die eigene Bewegungsrichtung nach Norden wird es also nach rechts abgelenkt.
Nach Osten. Zusätzlich zur Erddrehung kommt also noch die eigene Geschwindigkeit hinzu. Das Gewicht dreht sich also schneller um die Erdachse als die Erde es tut. Eine zusätzliche Fliehkraft treibt das Gewicht weg von der Drehachse. Da aber das Gewicht weiterhin auf der Erdoberfläche bleiben muss, wird es nach Süden gelenkt. Bezogen auf die eigene Bewegungsrichtung nach Osten wird es also nach rechts abgelenkt.
nach Süden. Wie 1. nur umgekehrt. Bitte denkt das mal selber durch.
dito
Zusammenfassung: Egal wohin sich das Gewicht bewegt, es wird immer nach rechts abgelenkt. Der Effekt ist klein, aber, wenn sich das Gewicht ständig bewegt, egal wohin, dann werden sich die Ablenkungen nach rechts aufsummieren. Um das Gewicht ständig in Bewegung zu halten, lässt man es halt pendeln.
Was ist damit bewiesen? Zunächst mal folgt aus der Drehung der Erde die Drehung der Pendelebene.
Gilt aber auch die Umkehrung, oder gibt es auch Erklärungsmodelle, die die Pendeldrehung erklären, ohne dabei die Erddrehung vorauszusetzen?
So, und jetzt müsst ihr alle selber nachdenken.
Viele Grüße
Stefan
P.S.: Auf der Südhalbkugel ist es umgekehrt, weil da die Sonne im Westen aufgeht 
Hallo,
Du hast mein Verständnisproblem recht gut erkannt. Jetzt frage
ich mich allerdings, was unter einer konstanten
Schwingungsrichtung zu verstehen ist. Besser ich frage nicht
mich, sondern euch.
Hm, tatsächlich schwierig zu erklären.
Die Schwingungsebene definiere ich mal als die Ebene,
in der die Fläche liegt, die durch die Pendelaufhängung
aufgespannt wird.
Wenn sich nun die Erde dreht, kippt die ganze Schwingungs-
ebene um eine gedachte Linie, die in dieser Ebene liegt,
orthogonal zur Erdachse steht und durch den Schwerpunkt
(Mittelpunkt) der Erde geht. Diese Linie sollte während
der Erddrehung konstant in eine Richtung zeigen
(die Bewegung der Erde um die Sonne und sonstige Bewegungen
in größeren Maßstäben soll dabei mal ignoriert werden).
Gruß Uwi
Hallo Uwi
Besser ich frage nicht
mich, sondern euch.
jetzt frage doch wieder ich und zwar hinterfrage ich.
Die Schwingungsebene definiere ich mal als die Ebene,
in der die Fläche liegt, die durch die Pendelaufhängung
aufgespannt wird.
Mit dem Punkt, in dem das Pendel aufgehängt ist habe ich erstmal einen einzigen Punkt. Für eine Ebene brauche ich etwas mehr Informationen.
Wenn sich nun die Erde dreht, kippt die ganze Schwingungs-
ebene um eine gedachte Linie, die in dieser Ebene liegt,
orthogonal zur Erdachse steht und durch den Schwerpunkt
(Mittelpunkt) der Erde geht.
Wenn eine Gerade in dieser Pendelschwingungsebenebene auch durch den Erdmittelpunkt geht, dann habe ich schon einen zweiten Punkt für die Pendelschwingungsebene, nämlich den Erdmittelpunkt.
Eine Linie, die durch den Erdmittelpunkt geht und senkrecht auf der Erdachse steht, durchsticht die Erdoberfläche am Äquator.
Der Pendelaufhängepunkt befindet sowohl am Anfang als auch am Ende des Experiments in der Pendelschwingebene. Gleiches gilt für den den Erdmittelpunkt. Zu allen Zeitpunkten befindet sich also die Gerade vom Erdmittelpunkt zum Pendelaufhängepunkt in der Pendelschwingebene. Also kann sich die Pendelschwingebene nur um diese Gerade drehen.
Mit der oben erwähnten Geraden vom Erdmittelpunkt zu einem Punkt auf dem Äquator kann diese Gerade nur dann identisch sein, wenn das Pendel auf dem Äquator aufgestellt wird. In allen anderen Fällen komme ich auf einen Widerspruch.
Diese Linie sollte während
der Erddrehung konstant in eine Richtung zeigen
(die Bewegung der Erde um die Sonne und sonstige Bewegungen
in größeren Maßstäben soll dabei mal ignoriert werden).
Hier sind wir uns einig: Für diese Betrachtungen spilen erstmal Sonne, Mond und Sterne keine Rolle.
Gruß
Stefan
lange Leitung
Hallo,
man kann sich natürlich auch dumm stellen und dann mal sehen,
wie sich die Leute hier so abstrampeln.
Mit dem Punkt, in dem das Pendel aufgehängt ist habe ich
erstmal einen einzigen Punkt. Für eine Ebene brauche ich
etwas mehr Informationen.
Ich dachte, es geht um ein Pendel und nicht nur um irgend
ein Teil, das bloß so unbewegt am langen Faden rumhängt!
Gruß Uwi
Irgendjemand muss das Pendel schon immer wieder anstossen,
wahrscheinlich wenn keine Touristen da sind.
Durch Heben und Senken des Aufhängungpunktes oder auch durch Anstossen von Unten mittels Elektromagnet kann dem Pendel die durch Reibung und Luftwiderstand verbrauchte Energie wieder zugeführt werden. Und zwar so, daß die Schwingungsrichtung nicht beeinflusst wird.
MfG
C.
Antriebsbeispiel und Berechnung
Wieso schwingt das Pendel immer weiter, ohne auszuruhn?
Alexander, der Polen nur weiter empfehlen kann.
Eine Beispiellösung, zu besichtigen in Hamburg, in der Nähe U-Bahnstation Berliner Tor:
http://www.haw-hamburg.de/m/fachberg/physik/pendel/i…
MfG
C.