Physik · Erdrotation entdecken

Das Foucaultsche Pendel

Die Erde dreht sich. Wie verändert sich dabei die Schwingungsrichtung eines Pendels?

Interaktives Experiment

Ein Pendel auf der Erde

Blick aus dem Weltraum

Pendel stark vergrößert; Auslenkung und Spur auf dem Globus zusätzlich 4× dargestellt. Erdachse: 23,4°. Grenzen schematisch.

Marburg
50,8000° N · 8,7700° O
Europa → Deutschland → Hessen
Karte zur geografischen Orientierung

Die Spur auf dem Boden

50,8° Nord

PendelspurAktuelle Schwingungsrichtung

Draufsicht am Standort · Norden oben · Maßstab in Metern.
Die Schwingungsrichtung dreht sich im Uhrzeigersinn.

Einstellungen & Messwerte

Geografische Breite50,8° N

Zeit und DarstellungZeitraffer der Erde und Präzession

Anfangsauslenkung5°

Pendellänge: 67 m · Ideales Pendel

Pendelspur anzeigen

Vergangene Zeit auf der Erde

00:00:00

Drehung relativ zum Boden

0,0°

Volle Drehung der Richtung (360°)

30,9 h

Schwingungsdauer des Pendels

16,4 s

Zeitdarstellung & physikalische Erklärung

Das Pendel schwingt, während sich sein Standort mit der Erde bewegt. Entscheidend ist der Anteil der Erdrotation um die örtliche Vertikale. Relativ zum Boden dreht sich die Schwingungsrichtung auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn und auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn. Am Äquator gibt es keine Foucault-Präzession.

Drehrate: ω_F = −Ω · sin(φ). Präzessionsperiode: T_F = 23 h 56 min 4 s / |sin(φ)|. Ein Sterntag ist eine Erdumdrehung relativ zu den fernen Sternen. Die Orientierung einer ungerichteten Linie wiederholt sich bereits nach 180°; die angegebene volle Drehung meint 360°.

Auslenkung: Die horizontale Amplitude ist A = L · sin(α). Bei 67 m Länge und 5° Anfangswinkel sind das etwa 5,84 m. Die Kugel steigt an den Umkehrpunkten leicht an; das Seil behält seine Länge. Die Schwingungsdauer beträgt ungefähr 2π√(L/g), mit kleiner Amplitudenkorrektur.

Modell: Kleinwinkelnäherung des idealen Foucault-Pendels, mit Corioliskopplung und Start aus der Ruhe. Dämpfung, Luftwiderstand, Antrieb, elliptische Zusatzpräzession und geringfügige örtliche Unterschiede der Fallbeschleunigung werden nicht berücksichtigt.

Physikalische Grundlage: University of New South Wales – Foucault pendulum. Ortsbezug: Grüningen (Pohlheim), Bezugspunkt im Ort: 50,5099° N, 8,7293° O; kein einzelnes Gebäude festgelegt.

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