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Guglielminis Turm-Experiment


Physik


Basiswissen


Kugeln, die man aus etwa 80 Meter Höhe von einem Turm senkrecht nach unten fallen lässt, treffen nicht direkt senkrecht unterhalb des Startpunktes auf. Sie treffen alle etwas weiter östlich auf. Dieser zunächst verwunderliche Effekt wird aber verständlich, wenn man die Rotation der Erde um sich selbst mit betrachtet.

Die Grundidee: die rotierende Erde


Wie könnte man schlüssig beweisen, dass die Erde sich täglich einmal um sich selbst dreht? Diese Frage stellte sich ein junger italinischer Naturforscher im Alter von etwa 25 Jahren. Im Jahr 1789 veröffentlichte er dann seine Antwort[1]. Nimmt man an, dass die Erde sich um ihre Achse dreht, also rotiert, dann sind Gegenstände hoch über dem Boden etwas schneller als Gegenstände direkt auf dem Boden. Dieser Effekt betrifft alle Punkte auf der Erdoberfläche außer direkt am Nord- und am Südpol. Da sich die Erde von Westen nach Osten dreht, haben höher gelegene Gegenstände also mehr Geschwindigkeit Richtung Osten also tiefere Gegenstände. Lässt man nun einen Gegenstand aus einer großen Höhe, etwa 80 Meter, frei nach unten fallen, dann beschleunigt der Gegenstand zwar Richtung Erdoberfläche. Er behält aber seine alte Geschwindigkeit Richtung Osten bei und bewegt sich beim Fall relativ zum Erdboden also etwas ostwärts. Und wenn man sich weder am Äquator noch an den Polen befindet, dann gibt es auch eine Abweichung Richtung Äquator, in Italien also nach Süden. Bei einem Fall aus 80 Metern Höhe liegen diese Abweichung im Bereich von einigen Zentimetern. Guglielmini zeigte in mehreren Versuchen von einem Turm in der Stadt Bologna, dass es die Abweichung tatsächlich in der berechneten Größenordnung gilt. Damit hatte er die Rotation der Erde um sich selbst empirisch nachgewiesen. Siehe auch Erdrotation ↗

Was ist ein Experimentum crucis?


Rotiert die Erde? Gibt es im Vakuum des Weltraums einen Äther? Macht ein bedingungsloses Grundeinkommen Menschen kreativer und wertvoller für die Gemeinschaft? Ein Experiment, dass sicher zwischen zwei gedachten Varianten entscheiden kann nennt man ein Experimentum crucis ↗

Fußnoten