Lässt sich die Erdumdrehung nachweisen?

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Lässt sich die Erdumdrehung nachweisen?

Erdumdrehung

Die Erde dreht sich - das ist heute allgemein bekannt, konnte aber lange Zeit nicht bewiesen werden. Früher glaubten die Menschen, die Erde sei eine Scheibe und der Mittelpunkt des Universums. Sonne, Mond und Sterne, dachten sie, würden sich um sie drehen. Die Vermutung, dass die Sonne das Zentrum unseres Planetensystems ist und dass die Erde sich bewegt, setzte sich erst im Laufe 17. Jahrhunderts allmählich durch. Nun wurde nach Wegen gesucht, die Rotation (also die Drehbewegung) der Erde zu beweisen. Das war nicht einfach, denn alles, was sich auf der Erdoberfläche befindet, dreht sich natürlich mit. Und von oben auf die Erde gucken konnte man noch nicht. Schließlich kam der französische Physiker Jean Bernard Léon Foucault (1819 - 1868) auf die Idee, für die Beweisführung ein Pendel einzusetzen. Das war im Jahr 1851.

Warum ein Pendel?

Erdumdrehung

Bei einem Pendel hängt ein (schwerer) Gegenstand - eine Kugel zum Beispiel - an einem Seil oder Draht von einem Punkt in der Höhe herab. Von dort aus kann das Pendel in jede Richtung frei hin und her schwingen, ohne mit der Erdoberfläche verankert zu sein. Drehbewegungen der Erdoberfläche können nicht auf das Pendel übergehen. Dafür haben andere für Foucaults Versuch teils nützliche physikalische Gesetze Einfluss auf die Pendelbewegung:

Die Schwerkraft sorgt dafür, dass das Pendel gerade runter hängt. Pendelt es, bremst die Reibung der Luft das Pendel allmählich ab, bis es irgendwann ganz zur Ruhe kommt. Dabei haben Länge und Gewicht des Pendels einen entscheidenden Einfluss. Je schwerer, vor allem aber je länger das Pendel ist, desto langsamer und länger schwingt es. Dass das Pendel langsam schwingt, war Foucault wichtig. Denn die Reibung der Luft war so geringer - das Pendel pendelte länger.

Erdumdrehung

Seine Schwingungsebene - also die Richtung, in der das Pendel hin und her schwingt - ändert es dabei aber nicht. Der Grund dafür ist die so genannte Trägheit. Ihr ist es zu verdanken, dass das Pendel stur auf einer geraden Bahn hin und her schwingt. Sie besagt, dass das Pendel ohne Einwirkung von außen (z.B. wenn man es anstoßen würde) die Richtung nicht ändert. So aber sah es aus, als Foucault 1851 in Paris sein 67 Meter langes Pendel der Öffentlichkeit vorstellte. Es scheint beim Pendeln im Uhrzeigersinn zu wandern.

Zur Verdeutlichung: Sah es erst so aus, als würde das Pendel von rechts nach links schwingen, bewegte es sich nach einer Weile von oben nach unten.

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Da das aber wegen der physikalischen Gesetze nicht möglich war, gab es nur eine Erklärung: es ist nicht das Pendel, das seine Richtung ändert, es ist der Boden! Sie dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn. Damit gelang Foucault der Nachweis, dass die Erde sich dreht.

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