Unaufhörlicher Orkan?

Wissenschaft Geowissenschaften & Erdkunde
#1

Liebe WWW’ler!

Ich bin neulich auf die Lehre des Aristoteles gestoßen, als ich mich mit Galileo Galilei beschäftigte.

Aristoteles war ja der Meinung, dass die Erde der Mittelpunkt des Universums sei und die Erde sich nicht bewegen würde, sondern stillsteht.

Er Bewies es mit einer Überlegung und einem Expetiment; das eine (meines Erachtens) geowissenschaftlich, das andere physikalisch:

  1. Wenn sich die Erde durch das Universum bewegen sollte, müsste auf der Erde ein unaufhörlicher Orkan herrschen.
  2. Wenn man einen Gegenstand von einem Turm fallen lassen würde, so müsste dieser hinter der sich unter ihm bewegenden Erdoberfläche zurückbleiben.

Beide Annahmen klingen plausibel und folglich hatte er den Stillstand der Erde erklärt.

Ich habe jedoch gelesen, dass Galilei diese beiden Theorien widerlegt hat und das bereits am Anfang des 17. Jahrhunderts.

Ich beziehe mich da jetzt nicht auf die Entdeckung der vier Jupitermonde oder ähnlicher astrologogischer Entdeckungen, sondern ich frage mich, wie Galilei diese beiden Hypothesen widerlegt hat, trotz seiner wenigen Hilfsmöglichkeiten, die er zu seiner Zeit besaß.

Würde mich über jegliche Antworten freuen. :smile:

TS

#2

Hallo

  1. Wenn sich die Erde durch das Universum bewegen sollte,
    müsste auf der Erde ein unaufhörlicher Orkan herrschen.

Das gilt nur unter der Annahme, daß das gesamt Universum mit Luft angefüllt ist. In dem Fall würde sich die Erde relativ zur Luft bewegen, was zu dem erwähnten Orkan führen würde. Die Lufthülle ist aber Teil der Erde, und bewegt sich mit dieser mit. Weiter außen ist nur noch Vakuum. Folglich gibt es auch keinen Sturm.

  1. Wenn man einen Gegenstand von einem Turm fallen lassen
    würde, so müsste dieser hinter der sich unter ihm bewegenden
    Erdoberfläche zurückbleiben.

Bei dieser Aussage wird übersehen, daß ein Fallengelassener Gegenstand, die Bewegungsgeschwindigkeit der Erde mitnimmt. Das ist vergleichbar mit einem Gegegnstand der aus einem Fahrenden Fahrzeug fallen gelassen wird. Nimm an Du fährst mit einem Auto, und lässt einen Stein durch das offene Fenster fallenWenn Du den Stein genau über einer Markierung fallen lässt wird der Stein vor der Markierung aufkommen, weil er sich beim Fallen gleichzeitig mit der Geschwindigkeit des Wagens vorwärts bewegt. Bei der Obigen Annahme müsste der Stein unabhängig von der Bewegung des Wagens die Markierung treffen was er aber nicht tut.
Bei der Erde ist es nun so, daß sich die Markierung gewisserrmaßen mit dem Wagen mitbewegt. Und schon trifft der Stein die Markierung. Bei der Obigen Behauptung wird fälschlicherweise angenommen, daß der Stein nach dem Loslassen die Rotationsbewegung der Erde nicht mehr mitmacht. Da aber keine Kraft auf den Stein wirkt, die diesen abbremst, bewegt sich der Stein auch im Fall weiter mit der Rotationsbewegung mit, und trifft unten genau die Markierung unter dem Turm.

#3

Hallo Brainstorm,
vielen Dank für die gute und zudem auch noch schnelle Antwort!

Zuerst einmal wollte ich mich für das Doppelposting entschuldigen.
Wollte eigentlich nur das mit dem Orkan im Geowissenschaften-Forum fragen und wollte das mit dem Stein nur erwähnen, falls doch jemand darüber bescheid weiß.
Ich dachte, dass dieser physikalische Teil nichts mit dem Forum zu tun hat und so hab ich folglich diese Frage noch ins Physik-Forum gepostet.^^

Eine Frage ist dennoch offen:

Wie hat Galilei das bewiesen?

Die 2. Hypothese hätte er vielleicht mit einem Schiff nachstellen können, aber für die 1. Hypothese hätte er erst einmal beweisen müssen, dass die Lufthülle sich mitbewegt und dass außerhalb ein Vakuum herrscht.

LG

TS

#4

Hallo,

  1. Wenn sich die Erde durch das Universum bewegen sollte,
    müsste auf der Erde ein unaufhörlicher Orkan herrschen.

Das würde nur gelten, wenn das Weltall ähnlich dicht wäre, wie unsere Atmosphäre. Da das Weltall aber praktisch leer und ein nahezu perfektes Vakuum ist, gibt es auch keinen „Zugwind“ oder ähnliches, wenn sich die Erde durch das Universum bewegt. Mit einfachen Mitteln lässt sich dies zeigen, in dem man z.B. einfach auf einen Berg steigt und den Luftdruck misst. Der nimmt nämlich nach oben immer weiter ab, so dass das Argument nicht mehr plausibel ist.

  1. Wenn man einen Gegenstand von einem Turm fallen lassen
    würde, so müsste dieser hinter der sich unter ihm bewegenden
    Erdoberfläche zurückbleiben.

Auch das ist nicht richtig, weil der Gegenstand beim Loslassen ja die gleiche Geschwindigkeit wie die Erde hat und die Atmosphäre der Erde bewegt sich ja ebenfalls mit. Eine einfache Analogie wieso das nicht stimmt: Wenn du im ICE etwas fallen lässt, dann fällt das auch ganz normal nach unten, und fällt nicht dort runter, wo der Zug war, als du den Gegenstand losgelassen hast.

Ich beziehe mich da jetzt nicht auf die Entdeckung der vier
Jupitermonde oder ähnlicher astrologogischer Entdeckungen,
sondern ich frage mich, wie Galilei diese beiden Hypothesen
widerlegt hat, trotz seiner wenigen Hilfsmöglichkeiten, die er
zu seiner Zeit besaß.

Wie gesagt: Die erste Hypothese gilt nur wenn das Universum mit irgendwas gefüllt ist. Da wir aber ziemlich weit ins Weltall schauen können (das wusste Galileo ja) ist diese Annahme überhaupt nicht plausibel, und die Hypothese daher auch zur damaligen Zeit kaum überzeugend. Und Galilei hat auch schon erste Untersuchungen zum Luftdruck gemacht, so dass er vielleicht wusste, dass die Luft weiter oben weniger dicht ist.

Und bei der zweiten Hypothese kann man einfach einen bewegten Kasten nehmen, in dem man etwas fallen lässt und schaut, wo es aufkommt. Wäre auch keine Hexerei für die damalige Zeit.

vg,
d.

#5

Hallo,

für die 1. Hypothese hätte er erst einmal beweisen müssen, dass die Lufthülle
sich mitbewegt und dass außerhalb ein Vakuum herrscht.

Wenn man das so nimmt, dann hätte aber erst mal Aristoteles zeigen müssen, dass das Weltraum mit Luft gefüllt ist, denn sonst fehlt seiner Behauptung ja die Voraussetzung und sie wäre falsch (was sie ja auch ist). Und in der Beweispflicht ist derjenige, der etwas behauptet, und das war ja zunächst mal Aristoteles.

vg,
d.

#6

Hallo!

Bei dieser Aussage wird übersehen, daß ein Fallengelassener
Gegenstand, die Bewegungsgeschwindigkeit der Erde mitnimmt.

Das stimmt zwar, aber Du übersiehst es bei Deiner folgenden Überlegung ebenfalls:

Bei der Erde ist es nun so, daß sich die Markierung
gewisserrmaßen mit dem Wagen mitbewegt. Und schon trifft der
Stein die Markierung. Bei der Obigen Behauptung wird
fälschlicherweise angenommen, daß der Stein nach dem Loslassen
die Rotationsbewegung der Erde nicht mehr mitmacht. Da aber
keine Kraft auf den Stein wirkt, die diesen abbremst, bewegt
sich der Stein auch im Fall weiter mit der Rotationsbewegung
mit, und trifft unten genau die Markierung unter dem Turm.

Nein! Er bewegt sich mit der Rotationsbewegung weiter und verfehlt deswegen den Punkt. Die Rotationsbewegung ist nämlich an der Abwurfstelle wegen des größeren Abstands zum Erdmittelpunkt etwas größer als auf dem Boden. Folglich überholt der fallengelassene Stein sogar die Erdoberfläche und kommt etwas vor der Markierung auf.

Zur Abschätzung nehmen wir mal an, dass der Eiffelturm am Äquator im Vakuum steht. Dann beträgt die Rotationsgeschwindigkeit am Fuß des Turms 463,831 m/s. An der Spitze des 300m hohen Turms sind es immerhin 463,853 m/s. Das ist ein Unterschied von immerhin 2,2 cm/s. Für den freien Fall aus einer Höhe von 300m braucht der Stein 7,8 s. Er trifft also 17 cm vor dem Lotpunkt der Abwurfstelle auf.

Im Bezugssystem der ruhenden Erde würde man die Abweichung durch die Coriolis-Kraft erklären.

Michael

2 Like
#7

Hallo,

Mir ist eine weitere Frage aufgekommen, nämlich bezüglich der Entstehung des Orkans.

Du sprichst von einem fehlenden „Zugwind“.
Ich finde jedoch nur Entstehungstheorien im Zusammenhang mit Warm-und Kaltluft, von denen Galilei nicht wusste.

Was macht also dieser „Zugwind“?

LG

TS

#8

Was macht also dieser „Zugwind“?

Nichts.

Deconstruct schrieb, dass es diesen Zugwind nicht gibt.

#9

Deconstruct schrieb, dass es diesen Zugwind nicht gibt.

Das habe ich ja gelesen. Aber damit begründet er doch, dass ein Orkan deswegen nicht entstehen kann =>
Wenn es den geben würde, würde ein Orkan entstehen.

So war die Frage gemeint.

TS

#10

Den „Zugwind“ kennst Du vom Autofahren, da nennt man ihn Fahrtwind. Es ist eben kein Realer Wind, auch beim Fahrtwind des Autos bewegt sich ja letztlich die Luft nicht, es scheint nur so, wenn man im Auto sitzt.

#11

Verständnisfrage
Hallo!

durch die Coriolis-Kraft erklären.

Ich bin immer verwundert, weil das „Kraft“ genannt wird. Nur kann ich keine erkennen, sollte es nicht besser „Coriolis-Wirkung“ heissen?
Oder übersehe ich etwas? Auf die Massen wirkt m.E. nach keine Kraft ein, sondern im System sind unterschiedliche Geschwindigkeiten die Ursache, oder?
Gruß & guten Rutsch
R

Michael