Samstag, 9. Januar 2021

Coriolis-Kraft: 3D Aufbau zur Visualisierung

 

Experiment

Ein Globus wird verwendet, um eine drehbare Sphäre zu realisieren bei dem eine gleichmäßige gerade Linie entlang der Halterung möglich ist. Dies ist eine Erweiterung des 2D-Aufbaus. Während ein Globus evtl. einfacher greifbar und die Relevanz für den Alltag leichter zu visualisieren ist, ist es in 2D leichter intuitiv zu erklären.

1. Referenzlinie: Vom Nordpol aus wird in einer gleichmäßigen Bewegung einen Strich entlang des der Halterung zum Äquator gemalt. Der Globus steht dabei still. Die entstehende Linie auf dem Globus folgt einer Längengradslinie, sie ist "gerade" (abgesehen von der Krümmung der Globus-Oberfläche).

 


2. Linie im drehenden System 1 - vom Nordpol zum Äquator: Vom Nordpol aus wird in einer gleichmäßigen Bewegung einen Strich entlang des der Halterung zum Äquator gemalt. Der Globus wird währenddessen gleichmäßig gedreht. Die entstehende Linie auf dem Globus weicht gen Süden immer weiter von den Längengrads-Markierungen ab, sie ist krumm. Wenn der Strich langsamer gemalt wird, wird er krümmer (dunkelrot) als wenn er schnell gemalt wird (hellrot, bei gleichbleibender Globus-Drehgeschwindigkeit).

 


3. Linie im drehenden System 2 - vom Äquator zum Nordpol: Vom Äquator aus wird in einer gleichmäßigen Bewegung einen Strich entlang des der Halterung zum Nordpol gemalt. Der Globus wird währenddessen gleichmäßig gedreht. Die entstehende Linie ist krumm, sie wird gen Norden jedoch immer paralleler zu den Längengradslinien. Dies erscheint wie eine Gegenströmung zu der Linie vom Nordpol zum Äquator und kann die Drehrichtung von Wirbeln (Hurricanes etc.) definieren.



 

Aufbau

Material: Globus, Stift

1. Globus stabil zwischen die Knie klemmen und loslegen

 

Schematische Erklärung

Die schematische Erklärung ist analog zu dem  2D-Aufbau, jedoch hat sie hier die zusätzliche Komplexität dass die "gerade" Bewegung bereits entlang der Oberfläche der Erde gekrümmt ist. An diesem Experiment sieht man gut den Einfluss, die genauere Erklärung sollte in 2D geschehen.

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