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Das Turmexperiment





Das Turmexperiment


Wie alles begann                                                      


Dreht sich die Erde?                                                  


Trägheit                                                                    


Beweis für die Erddrehung      







Wie alles begann


Immer schon wollte der Mensch die Hintergründe des Lebens und seiner Umwelt begreifen. Anfangs glaubte man die Erde sei Flach wie ein Teller und sie sei der Mittelpunkt aller Planeten. Man glaubte, dass sich die anderen Planeten um die Erde drehten und das nannte man geozentrisches Weltbild. Es dauerte lange, bis man überzeugt wurde, dass die Erde mehr einem Leberknödl als einem Teller glich, obwohl die alten Agypter dies sogar schon bewiesen hatten. Das war natürlich in Vergessenheit geraten. Nach und nach konnte sich auch das heliozentrische Weltbild durchsetzten. Das bedeutet, dass man wusste, dass die Sonne der Mittelpunkt ist und sich die Erde auch um sie dreht. Doch nun gehen wir wieder einen Schritt zurück - zu Aristoteles der ein überzeugter Vertreter des geozentrischen Weltbildes war. Er war ein hoch angesehener griechischer Philosoph um 400 v. Chr. - damals wagte niemand ihm zu wiedersprechen.

Nachdem die Menschen wussten, dass die Erde rund war, gab es noch eine große ungeklärte Frage:


Dreht sich die Erde?


Aristoteles meinte dass die Erde still stünde. Als Beweis führte er das Turmexperiment an. Beim Turmexperiment wird ein Gegenstand (Kugel) von einem Turm fallen gelassen.



Aristoteles meinte jetzt, da die Kugel senkrecht unter dem Ort, wo sie fallen gelassen worden war, aufkam, dass sich die Erde nicht drehte. Denn er meinte, wenn sich die Erde drehen würde müsste die Kugel (siehe Zeichnung - blaue

Linie) leicht nach hinten fallen, was ja logisch erscheint. Lange Zeit wurde an

dieser Theorie nicht gezweifelt, bis ca. 1600 ein weiterer Wissenschaftler ins Spiel kommt:

Galileo Galilei war ein italienischer Mathematiker und Physiker. Er war überzeugt, dass die Erde sich drehte, konnte es jedoch nie beweisen.

Er entdeckte die


Trägheit


Er sagte, dass es 2 Arten von Bewegungen gibt, die man nicht unterscheiden kann: die Ruhe (ein Körper/Gegenstand ist in Ruhe = bewegt sich nicht) und gleichförmige Bewegung (gleichförmige Bewegung ist eine Bewegung die sich niemals ändert, immer gleiche Geschwindigkeit, gleiche Richtung) 

Hingegen gibt es Bewegungen die man bemerkt, sie heißen Beschleunigungen (abbremsen, schneller werden, Richtung ändern)

Die Trägheit besagt nun, dass ein Körper immer in seiner Bewegung bleiben will. Im Alltag ist dies besonders gut zu beobachten:

Zum Beispiel wenn man mit dem Auto fährt und bremst, so will der Körper weiter in seiner Vorwärtsbewegung bleiben und man wird nach Vorne gezogen.

Oder wenn das Auto los fährt, will der Körper immer noch in Ruhe bleiben und wir werden in den Sitz gedrückt. Das gleiche ist auch wenn wir in eine Kurve fahren (Richtung ändern): der Körper will weiterhin geradeaus fahren.

Oder wenn man den Kaffe umrührt und man nimmt den Löffel heraus so dreht sich der Kaffe trotzdem noch kurz weiter. Wenn man zum Beispiel ein rohes Ei dreht und es dann stoppt so wird es sich weiter drehen, denn der Dotter will in seiner Bewegung bleiben.

Wie wir sehen ist die Trägheit also sehr oft im Alltag zu finden.

Doch in der Trägheit gibt es noch ein Gesetz, das nicht so einfach zu glauben ist: Wenn auf einen Körper keine Kraft einwirkt, bleibt er ewig in gleichförmiger Bewegung. Das können wir im Alltag niemals sehen, denn auf der Erde gibt es immer den Luftwiederstand. Wenn also irgendetwas auf der Erde in Bewegung gesetzt wird, so wird es irgendwann stehen bleiben, wegen des Luftwiederstandes. Experimente um das zu beweisen können also nur im Weltall oder in einem absoluten Vakuum durchgeführt werden.




Galilei sagte also, dass das Turmexperiment nichts beweisen könne.

Denn selbst wenn die Erde sich dreht (wovon er überzeugt war) würde die Kugel nicht nach hinten fliegen sondern (siehe Trägheit!) in ihrer Bewegung bleiben.


Dazu kann man auch ganz einfach einen Versuch machen: wenn uns in einem

Flugzeug etwas hinunterfällt, so fällt es senkrecht und nicht nach hinten, obwohl das Flugzeug eine große Geschwindigkeit hat - genauso ist es mit der Erde: wenn sie sich bewegt, so fällt die Kugel trotzdem senkrecht hinunter.


Galilei war zwar überzeugt, dass die Erde sich dreht, konnte es jedoch nie beweisen. Das Turmexperiment war nun jedoch kein Beweis mehr gegen die Erddrehung.


Beweis für die Erddrehung


Es klingt zwar unglaublich, doch die Erddrehung konnte erst 1831 bewiesen werden, von Friedrich Reich. Der Beweis für die Erddrehung war das Turmexperiment!




Man muss sich das nun so vorstellen, dass auf einer sich drehenden Scheibe, ein Punkt weiter außen einen größeren Weg zurücklegen muss als ein Punkt weiter innen (in der gleichen Zeit). Je weiter außen er ist, desto schneller ist er, denn er hat ja in der gleichen Zeit eine größere Strecke zu bewältigen. Herr Reich hat nun also errechnet, dass wenn sich die Erde dreht, und eine Kugel fallen gelassen wird, die Kugel um genau 28mm weiter vorne auftreffen muss, weil sie ja weiter außen liegt und daher schneller ist. Nachdem auf der Erdoberfläche Wind und sonstige Dinge das Ergebnis verfälschen könnten, machte er den Versuch in einem 158m tiefen Bergschacht:










Er ließ mehrmals eine Kugel hinunter fallen und so kam er auf den Durchschnittswert von genau 28mm Abstand zwischen den beiden Punkten:




Damit war nun bewiesen, dass sich die Erde dreht, mit dem gleichen Experiment, das ursprünglich das Gegenteil beweisen sollte.



















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