Das Foucaultsche Pendel Physik

Foucault-Pendel der Physik

Das muss man sehen, um es zu glauben. In den Lehrbüchern der theoretischen Physik ist das Foucault-Pendel beliebt. Wir vom Kirchhoff Institut HD begrüßen Sie auf den Seiten unseres Foucault-Pendels. - Die Ebene des Pendels bleibt erhalten. Warum zeigt ein Foucault-Pendel die Rotation der Erde an?

Die Tänze des Weltalls

Das Pendel von Foucault macht deutlich, wie unsicher der Untergrund ist, auf dem wir stehen: Vor und zurück in ruhiger Grazie, in der Mitte des Raumes und unbeeindruckt von der Umgebung. Wenn man ein längeres Pendel sieht, das ganz schön ruhig schwingt, hat das etwas Besseres. Ein zusätzliches intellektuelles Erlebnis sind die mehreren hundert freischwingenden Pendel, die nach der Vorstellung des Franzosen Léon Foucault auf der ganzen Erde inszeniert wurden.

Ein solches Foucault-Pendel sollte jeder einmal im Laufe seines Lebens miterleben.

LV005:LV-Übersicht/Materialien/Foucault Pendel - Wissenschaftliches Forum der Physikalischen Universität Wien

Das " Foucault-Pendel-Experiment " kann als Beleg für die Rotation der Erde angesehen werden.... Das schwingende Pendel hält aufgrund seiner Massenträgheit seine schwingende Ebene im Weltraum. Eine runde hölzerne Platte wird unter das Pendel gelegt, so dass sich die Pendelkuppe bei Nichtgebrauch exakt über der Mitte der Platte erhebt. An der Kante der Holztafel werden in einstufigen Schritten Befestigungsschrauben angebracht.

Die Pendel wird in Schwingungen gesetzt. Weil, wie die Rechnung im nachfolgenden Teil verdeutlicht, die Rotation der Oszillationsebene des Wiener Raumpendels (geographische Breitengrad = 48°) etwa 11°/h ist. Für eine vollständige Rotation benötigt die Welt 24 h (oder einen Sterntag) ( = 2? = 360°).

Man kann die Drehgeschwindigkeit der Masse ?erde in zwei Teile unterteilen (siehe Skizze!): Vertikalkomponente: Horizontalkomponente: Die Vertikalkomponente ist für die Rotation der Pendelfläche verantwortlich: Für den äquator ist . Auf der Äquatorebene kann also keine Rotation der schwingenden Ebene des Panels festgestellt werden. Pendel benötigt genau 24 Std. (bzw. einen Sterntag) für die vollständige Umdrehung (im Uhrzeigersinn) der schwingenden Ebene.

Der Breitengrad in Wien liegt bei 48°. Innerhalb einer vollen Stunde rotiert die Oszillationsebene des Panels um ca. 11°. Hinweis: Auf der südlichen Hemisphäre sind die Bedingungen umgedreht.

Foucault Pendel

Willkommen im Foucault-Pendel des Instituts HD. Die Pendelschwingung im ersten Stock des Kirchhoffschen Instituts für Physik veranschaulicht die Rotation der Erde. Der Drehsinn der Erde wird durch die Rotation der Pendelfläche im Institutsgebäude dargestellt. Diese Rotation kippt die Kippbolzen allmählich um und macht den Foucault-Effekt klar ersichtlich.

Wer, lieber Gast, nicht schon wenige Augenblicke nach 12 Uhr das Pendel betrachtet, wird feststellen, dass viele der Kugelschreiber umgestürzt sind. Wer ein paar Augenblicke vor dem Pendel verweilt, kann das Pendel quasi im Verborgenen von der Außenseite her auf einen Kugelschreiber zugehen und ihn umstoßen miterleben.

So haben Sie das Pendel als âFoucaultschesâ offenbart. Weil sich die Pendelfläche anscheinend sehr träge bewegt und der Stachel unter der Kugel nach und nach alle vierzig Sekunden alle Pins durchwirft. Das Pendel benötigt etwas mehr als 31 Std., um alle Pins zu kippen. Nun, das Pendel ist völlig ungehindert an der Zimmerdecke angebracht, und das Pendel weiß überhaupt nicht, dass sich die Masse umläuft.

Dies wird uns unmittelbar deutlich, wenn wir - in unseren Überlegungen - das Pendel zum Nord-Pol führen, uns einen leuchtenden Sternenhimmel am Himmel vorstellen und das Pendel in diese Richtungen schwenken ließen. Dann wird das Pendel, âBärâ (Newton!) wie es ist, für immer und immer in diese Richtungen schaukeln - wir verzichten auf Reibungen und solche Belanglosigkeiten.

Unter dem Pendel aber wendet sich die Welt von West nach Ost. Für einen Betrachter auf der Welt, der das Pendel anschaut, scheint es jedoch, als ob sich seine Vibrationsebene nach Osten wendet - das ist das eigentliche Problem. Infolgedessen rotiert die Pendelfläche am Nord-Pol innerhalb von 24 h um 360°, und alle 30 min wÃ?rde ein Bolzen dorthin fallen.

Übrigens, für den Südpol trifft beinahe das Gleiche zu, nur dort würde sich das Pendel nach Ost ausrichten. Glücklicherweise befindet sich Heidelberg nicht am Nord-Pol, sondern auf 49. 4° nördlicher Breite  - der Blickwinkel wird vom Ãquator aus vermessen. Diese Winkelstellung (genauer: ihr Sinn, was auch immer das ist) geht in die Berechnung für die Zeit ein, die das Pendel für eine vollständige Drehung benötigt, und das sind 31,6 Std.

Innerhalb von 24 Std. rotiert die Pendelfläche um 273°. Wenn wir das Pendel am Äquator schwenken ließen, würde es sich überhaupt nicht umdrehen. Füllt man die Goldkugel am Ende des Pendelseiles mit etwas Wasser und lässt sie ganz allmählich ausgießen, dann zieht der Kristallzucker eine schöne Rose auf den Boden.

Oh ja, âHigh Noonâ: Um zwölf Uhr Mittag werden die Pins der Kompassrose durch einen Geheimmechanismus wieder aufgesetzt.

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