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Slinger van Foucault
Zum gleichnamigen Roman von Umberto Eco siehe Foucaultsches Pendel.
Ein Foucaultsches Pendel in der Universität Koblenz

EIN Foucaultsches Pendel ist eine sehr große version Pendel, benannt nach den Franzosen PhysikerLeon Foucault. Da die Ebene, in der sich das Pendel bewegt, die gleiche Position im Raum beibehält, kann sie zur Darstellung der Erdrotation verwendet werden.

Geschichte

Das Pendel im Pantheon in Paris

Ob Foucault mit den früheren theoretischen Arbeiten von Gustave-Gaspard Coriolis ist nicht bekannt. Rückblickend ist zu erkennen, dass im Verhalten des Foucaultschen Pendels eine Form der Corioliskraft ist entscheidend.

Foucaults Pendel ist lang Pendel wer kann völlig frei sein oszillieren. Das Pendel muss sich stundenlang in Bewegung halten können, denn wenn Sie das Pendel manuell in Bewegung halten, können Sie (absichtlich oder unabsichtlich) auch die Pendelebene beeinflussen. Dies kann erreicht werden, indem ein sehr langes Pendel mit einem schweren Gewicht an der Unterseite hergestellt wird. Ein Foucaultsches Pendel wurde erstmals am 26. März 1851 von der Decke des Pantheon im Paris. Das verwendete Pendel bestand aus einem 28,3 kg[1] schwere Kugel, die an einem 67 Meter langen Seil hängt.

Das Schöne an dem Experiment ist, dass es die Rotation der Erde in einem komplett geschlossenen Raum ohne Sicht auf Sonne und Sterne beweist; der Nachweis der Erdrotation erfolgt ohne astronomisch Beobachtungen.

Um die Bewegung des Pendels zu beobachten, hatte Foucault den Boden des Pantheons mit Sand bedeckt. Das Pendel zog bei seiner Bewegung eine kleine Linie durch den Sand. Nach einer Stunde hatte sich die Pendelebene im Verhältnis zum Boden schon ziemlich verändert.

Das Experiment wurde seitdem viele Male wiederholt. Zur Zeit[(seit wann?] es gibt unter anderem ein Pendel im Observatorium von Lattrop. Dieses Pendel wird durch einen Elektromagneten im Boden, in der Mitte unterhalb des Pendels, in Bewegung gehalten. Dieser Magnet wird kurzzeitig eingeschaltet, wenn sich das Pendel dem tiefsten Punkt nähert und gibt dem Pendel so immer einen zusätzlichen Schub.

Ort

Foucaults Pendel am südlichen Hemisphäre; diese Animation zeigt weit weniger Schwingungen als in 24 Stunden auftreten

Wenn das Pendel an einem der geographischen Pole positioniert ist, ist die Schwingungsebene in Bezug auf die Fixsterne stationär und die Erde dreht sich unter ihnen. Der Nordpol dreht sich vom Weltraum aus gesehen gegen den Uhrzeigersinn (entgegen dem Uhrzeigersinn), ebenso wie der Boden unter dem Pendel. Da sich der Beobachter jedoch dreht, scheint ihm die Pendelebene im Uhrzeigersinn (im Uhrzeigersinn) zu gehen. Dies entspricht der Newtons erstes Gesetz. Nach dem Loslassen in den Extremstellungen erfährt das Pendel eine ganz kleine Corioliskraft bis die Pendelebene relativ zu den Fixsternen stationär bleibt.

Wenn sich das Foucaultsche Pendel irgendwo auf dem Äquator befindet, ist der Effekt null, weil dann die Pendelebene mit der Erde rotiert. An den Polen ist der Effekt maximal.

Drehgeschwindigkeit

Die Ebene dreht sich in Bezug auf die Erde um a Drehgeschwindigkeit der proportional zum Sinus von ist Breite. bei 30° nördliche und südlicher Breitengrad dreht das Pendel in zwei 24 Stunden komplett rund, bei 52° (wie in den Niederlanden) in 1,27 24 Stunden. An den Polen dreht sich das Flugzeug alle 24 Stunden einmal.

In Formelform für die Drehzahl Dja:

In welchem ist der Breitengrad.

Der niederländische Physiker Heike Kamerlingh Onnes schrieb 1879 eine Dissertation über Foucaults Pendel: "Neue Beweise für die Achsendrehung der Erde".

Eine "Schwingung"Gyroskopist im Wesentlichen ein sehr verkleinertes Foucault-Pendel, ausgeführt als mikroelektromechanisches Element MEMS werden sie beispielsweise in Spielkonsolen für den Nintendo verwendet Wii.

Die Dauer einer Revolution

Foucaults Pendel im in Schloss Stettin, Polen

Die Dauer einer Umdrehung (360°) der Pendelebene kann berechnet werden durch a siderischer Tag dividiert durch den Sinus des Breitengrades.

Dies bedeutet, dass am Nordpol eine Umdrehung einem Sterntag (23 Stunden, 56 Minuten und 4,09 Sekunden) im Uhrzeigersinn (im Uhrzeigersinn) und in den Niederlanden (Breite 52°) 30 Stunden und 24 Minuten (ebenfalls im Uhrzeigersinn) entspricht. Am Äquator ist die Dauer unendlich, weil die Pendelebene dort stationär ist. Weiter südlich nimmt eine Umdrehung mit der Zeit wieder ab, dann aber gegen den Uhrzeigersinn (gegen den Uhrzeigersinn).

Wissenswert

  • Es Musée des Arts et Metiers in Paris ist das Originalpendel seit 1855 ständig ausgestellt. Das ursprüngliche Foucaultsche Pendel wurde als Teil der Sammlung ausgestellt und wurde 1995 aufgrund von Renovierungsarbeiten des Museums vorübergehend in das Panthéon verlegt. Zur Wiedereröffnung im Jahr 2000 wurde das Original zurückgegeben. Im April 2010 riss jedoch die Schnur und verursachte schwere Schäden an der Kugel. Jetzt gibt es eine Kopie, wie im Panthéon.
  • Auch der Basilika St. Petronius im Bologna enthält ein Pendel in einer der Seitenkapellen; Umberto Eco war Professor an der Universität aus Bologna. Das Pendel inspirierte Umberto Eco zu schreiben a Buch mit dem gleichen Titel.
  • Zum hundertjährigen Jubiläum am 26. März 1951 wurde das Experiment mit dem Pendel im Salle des Pas Perdus der Brüsseler Justizpalast.
  • 1955 erhielt die Vereinte Nationen von Minister Joseph Luns ein Foucault-Pendel von Philips. Das Chassis wurde entworfen von Gerrit Rietveld und enthält eine Inschrift der damaligen Königin Juliana. Der Energieverlust (aufgrund des Luftwiderstands) dieses Systems wird durch eine elektrische Spule kompensiert Wirbelströme (ebenfalls von Foucault entdeckt) in der Kugel, die als Gewicht des Pendels dient.[2] Noch 2019 hängt das System in der Halle des Hauptgebäudes der UN.
  • Am 8. Mai 2007 setzte Königin Beatrix das Foucaultsche Pendel im Huygens-Gebäude der Radboud Universität Nimwegen.
  • Seit 2001 hängt in der Sint-Nicolaaskerk in Brouwershaven ein Foucault-Pendel, das zuvor in der Große Kirche im Veere aufgehängt. Seit dem 1. Mai 2007 wird in der Grote Kerk in Veere wieder ein Foucault-Pendel aufgehängt. Diese Girlande wurde von dem Künstler Kees Wijker aus . entworfen und hergestellt Middelburg.
  • Seit dem 26. April 2018 hängt ein Foucaultsches Pendel im alten Wasserturm von Axel (Seeland).
  • Am 17. Juni 2018 wurde in der Dominikanerkirche in Münster (Deutschland) ein Foucaultsches Pendel in Bewegung gesetzt. Anlass war die Platzierung des Kunstwerks „zwei graue Doppelspiegel vor einem Pendel“ des Malers und Bildhauers Gerhard Richter (geb. 1932).
  • In dem Museu de les Ciències Principe Felipe im Valencia ist ein Pendel vorhanden mit einer Kugel von 130 kg und einer Kabellänge von 30 Metern[3][4].
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