Funktioniert das Foucaultsche Pendel nur auf der Achse?
Hallo,
Funktioniert das Foucaultsche Pendel nur auf der Achse oder kann man es auf ein Beliebigen Punkt auf der Erden machen?
7 Antworten
Hallo,
ein Foucaultsches Pendel ist ein Gewicht in Form eine Kugel, an der sich am unten eine Spitze befindet und welche masselos aufgehängt ist (in der Praxis mit einer geringen Masse. Um diese Kugel mit der Spitze befindet sich auf dem Boden ein Sandwall oder kleine Stäbe, die bei der Berührung mit der Spitze umfallen. Die Erde dreht sich unter der Kugel hinweg, da die Schwingungsebene des Pendels gleich bleibt, so daß sich die Erde unter der Schwingungsebene des Pendels hinwegdreht. Daher bewegt sich das Pendel an den Polen der Erde in der Stunde um 15° und in unseren Breiten um 12° und am Äquator gar nicht...
Auf der Nordhalbkugel erfolgt dadurch die Auslenkung des Pendels mit dem Uhrzeigersinn und auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn.
Der Umlaufwinkel der Schwingungsebene des Foucaultschen Pendels entspricht den Sinus des Breitengrades mal 360° Die Zeit für einen Umlauf beträgt 360°/ den Sinus des entsprechenden Breitengrades.
Also an den Polen läuft die Schwingungsebene des Foucaultschen Pendels in 24 Stunden einmal um (360°). Die Erde dreht an den beiden Polen unter der Schwingungsebene des Pendels hindurch.
Am Äquator gar nicht.
In den Breiten dazwischen entsteht durch die Ablenkung der Corioliskraft jeweils eine Komponente bzw. ein Vektor in Nord- und Südrichtung sowie in Ost- und Westrichtung. Also die Schwingungsebene teilt sich jeweils in eine Komponente für die Nord- und Südrichtung und für die Ost- und Westrichtung auf. Dadurch entspricht der Umlaufwinkel der Schwingungsebene in 24 Stunden 360° mal den Sinus des entsprechenden Breitengrades und die Zeit für einen kompletten Umlauf um 360° entspricht 24h durch den Sinus des entsprechenden Breitengrades.
bei 30° 360° * sin 30° (=0,5) = 180° bzw. 24h / sin 30° (=0,5) = 48h
entspricht 7,5°/ h
bei 45° 360° * sin 45° (=0,707) = 254° bzw. 24h / sin 45° (=0,707) = 33h
entspricht 10,9° / h
bei 52° 360° * sin 52° (=0,788) = 283° bzw. 24h / sin 52° (=0,788) = 30h (Berlin)
entspricht 12° / h
bei 60° 360° * sin 60° (=0,86) = 309° bzw. 24h / sin 60° (0,86) = 27,9 h
entspricht 12,9° / h
siehe auch:
Wenn man an irgendeinem Ort auf der Erdoberfläche einen solchen Pendel-Versuch macht, muss man nur die lokalen Gegebenheiten (vor allem die geografischen Koordinaten) bei der Analyse und Auswertung sorgfältig mit einbeziehen. Einfach etwas Geometrie und Kinematik also !
Falls Du mit "funktionieren" des Foucaultschen Pendels die Drehung der Pendelebene gegenüber dem Boden des Standortes meinen solltest:
Dieser Effekt ist natürlich auf der Erdachse (an den Polen) am deutlichsten zu beobachten. Mit zunehmendem Abstand schwächt sich der Effekt ab bis auf null am Äquator. Dort findet zwischen Pendelebene und Boden ja keine Winkelverschiebung statt. Bei Überschreiten des Äquators wird die Drehrichtung umgekehrt wie bei der Corioliskraft.
An den Polen funktioniert es am besten. Am Äquator überhaupt nicht.
Die Drehgeschwindigkeit ist proportionel zum Sinus der geografischen Breite. Der ist am Pol sin(90°) = 1 und am Äquator sin(0°) = 0.
Funktioniert das Foucaultsche Pendel nur auf der Erdachse oder kann man es auf ein beliebigen Punkt auf der Erden machen?
Foucault war sicher niemals an einem Pol. Da würde es bestens funktionieren, aber nicht nur dort.
Gar nicht klappt das am Äquator, aber schon in München und in Goes (NL), wo ich das sehen konnte. Und in Paris, wo es zuerst installiert wurde.