Breitengradabhängigkeit des Foucault Pendels

Le Gast · Gast

Meine Frage:
Ich kann mir die Rotation des Foucaultschen Pendels mithilfe der gleich bleibenden Schwingungsebene erklären. Allerdings ergibt sich daraus (für mich) nicht die Abhängigkeit der Schwingungsdauer bzw. Rotation vom Sinus des Breitengrads.
Wie kann man also physikalisch erklären, dass sich die Schwingungsebene z.B. in Deutschland nach einem Tag nicht wieder in der Ausganslage befindet, sondern erst nach ca. 32 h o.Ä..

Meine Ideen:
Man kann das natürlich über die Corioliskraft erklären bzw. das darin enthaltene Kreuzprodukt. Das kann ich auch selbst und interessiert mich ehrlich gesagt nicht so, da das für mich zwar eine mathematische aber keine (wirklich physikalisch) anschauliche Erklärung ist.

Ich · Anmeldungsdatum: 11.05.2006 Beiträge: 913 Wohnort: Mintraching

Die Idee ist ja, dass man die Pendelebene festhält, während sich die Erde darunter weg dreht. Das geht aber nur um die vertikale Achse. Bei Drehung um eine horizontale Achse nimmt die Schwerkraft nämlich die Pendelebene mit, so dass sie relativ zum Fußboden immer gleich (sprich: senkrecht) orientiert ist.
Deswegen sieht man nur den Anteil der Drehung, der um die vertikale Achse erfolgt. Und der ist am Äquator Null, weil dort die vertikale Achse senkrecht zur Drehachse der Erde steht.

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7242

Anschaulich kann man es sich so erklären, dass, wenn Du überm Nordpol schwebst, sich die Erde exakt in 24 Stunden unter Dir einmal herumdreht. Schwebst Du überm Äquator, ist von so einer Drehung nichts zu sehen. Diese Drehbewegung nimmt also vom Pol bis zum Äquator ab.

Viele Grüße
Steffen, ein wenig zu spät...

Le Gast · Gast

zunächst vielen Dank für Eure Antworten!

@Ich:
Also wenn ich dich richtig verstehe, zerlegst du die Drehachse des Pendels (die durch Erdmittelpunkt und ca. Gleichgewichtslage des Pendels geht) in einen Anteil parallel und senkrecht zur Erdrotationsachse?

Den Teil, warum sich die horizontale Achse nicht auswirkt, verstehe ich nicht ganz.
Denn wenn ich im Fall obiger Drehachse um die horizontale Achse (also um den senkrechten Anteil) drehe, wandert mein Pendel bei einer Drehung von 180° ja von Deutschland nach ungefähr Afrika..

@Steffen Bühler
Wie kann man erklären, dass am Äquator keine Drehung stattfindet?[size=12][/size]

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7242

Le Gast · Gast

ok, das klingt für mich logisch, danke!

Wie kommt man dann aber konkret auf den Sinus?
Man hat ja nur die zwei bekannten Verhaltensweisen an Pol und Äquator. Das könnte ja auch genauso gut eine Heaviside Funktion sein?!

Ich habe inzwischen eine Herleitung gefunden, z.B. auf der Seite der TU Darnstadt: physik.tu-darmstadt.de/fbphysik/kunst_am_fachbereich/index~4.de.jsp
Ich verstehe das hier so, dass ein Breitenkreis kein vollständiger Kreis ist, in dem die Schwingungsebene konstant bleiben kann, sondern nur der Anteil, der durch den Kegelschnitt gegeben ist.
Aber warum ist das so? Warum ist dieser Kreis nicht vollständig?