Das Foucaultsche Pendel

Sie sind herzlich eingeladen, zu sehen, wie sich die Erde dreht; morgen, zwischen drei und fünf Uhr in der Meridian-Halle des Pariser Observatoriums.

Mit diesen Worten lud Jean Bernard Léon Foucault im Februar 1851 ein, sich seine (Wieder-) Entdeckung anzusehen. Er gilt zwar heute weithin als Erklärer der nach ihm benannten Pendelbewegung, wirklich aufgefallen ist sie aber schon dem Schüler von Galilei, Vincenzo Viviani, um 1660:

Wir beobachten, daß alle Pendel, die an einem Faden hängen, von ihrer ursprünglichen vertikalen Ebene abweichen und zwar immer in dieselbe Richtung.

Ganz richtig ist das natürlich nicht, aber woher sollte Herr Viviani das auch gewusst haben können? Offensichtlich war er nämlich nie auf der Südhalbkugel der Erde. Dort dreht sich die Pendelebene eben genau in die andere Richtung! Woran das liegt, lässt sich heute leicht erklären. Wir alle leben in einem rotierenden Bezugssystem, der Erde. Alles bewegt sich aufgrund der Rotation mit einer Geschwindigkeit, die zwischen 1700 km/h (am Äquator) und 0 km/h (am Nord- bzw. Südpol) liegt. In diesem System wirken besondere Kräfte. Eine davon kennst Du sicherlich: die Zentrifugalkraft.

Eine Aufnahme aus dem Weltraum. Erstellt von der Raumfahrtbehörde NASA. Weitere Bilder findest Du unter anderen auf http://visibleearth.nasa.gov.

Diese merkst Du immer dann wenn Du mit einem Auto um eine Kurve fährst oder im Kettenkarussell sitzt. Eine andere Kraft ist die Corioliskraft: Sie ist proportional zur Bahn- und Drehgeschwindigkeit und steht senkrecht auf beiden. Wir bekommen demzufolge auf der Nordhalbkugel stets eine Rechtsablenkung zu spüren, so wie es Viviani herausgefunden hat, und südlich des Äquators eine Linksablenkung. Auf dem Äquator selbst gibt es keine horizontale Komponente, dafür aber immer noch eine vertikale. Würdest Du beispielsweise mit einem Flugzeug auf dem Äquator nach Osten fliegen, wird es "schwerer", fliegst Du nach Westen, wird es "leichter". Der Anteil dieser Kraft ist allerdings sehr klein gegenüber der Gewichtskraft; er beträgt gerade mal ein Tausendstel. Am anschaulichsten kannst Du die Auswirkungen der Corioliskraft allerdings auf Wetterkarten erkennen. Tiefdruckgebiete drehen sich auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn und Hochdruckgebiete mit ihm. Auf der Südhalbkugel ist es gerade andersherum. Im alltäglichen Leben spielt die Corioliskraft, vom Wetter mal abgesehen, eine eher nebensächliche Rolle. Auf unseren Breitengraden ist der Wasserspiegel von Flüssen, die von Süden nach Norden fließen, auf der Ostseite ein paar Millimeter höher als auf der Westseite. Auch bei Zügen ist dieser Effekt messbar. Ein ICE, der sich mit 250 km/h von Norden nach Süden – oder umgekehrt – bewegt, muss auf jeder Achse einlastig ein paar Kilogramm mehr tragen. Wenn Du Dich noch mehr für diese Art Entdeckungen interessierst, empfehlen wir „Die Top Ten der schönsten physikalischen Experimente“ von Amand Fößler und Claus Jönsson.