Präzessionswinkelgeschwindigkeit des Foucaultschen Pendels
Stellen Sie die geografische Breite ein und messen Sie die Winkelgeschwindigkeit, mit der die Schwingungsebene präzediert. Die lineare Anpassung von Ω gegen sin|λ| liefert die Steigung, gleich der Winkelgeschwindigkeit der Erde Ω_E.
Ziel des Versuchs
Die Beziehung Ω = Ω_E sin|λ| prüfen und Ω_E als Steigung des Graphen Ω(sin|λ|) bestimmen.
Geräte
- Foucaultsches Pendel
- Einstellung der geografischen Breite
- Chronograph der Präzession
Versuch
Theorie
Die Schwingungsebene des Foucaultschen Pendels präzediert mit der Winkelgeschwindigkeit Ω(λ) = Ω_E sin|λ|, wobei λ die geografische Breite ist. Am Pol gilt |sin λ| = 1, am Äquator verschwindet die Präzession.
Durchführung
- Wählen Sie die geografische Breite λ und notieren Sie die Präzessionswinkelgeschwindigkeit Ω.
- Wiederholen Sie die Messung für mindestens 6 verschiedene Breiten, darunter kleine und große |λ|.
- Entnehmen Sie der Tabelle die Werte sin|λ|. Prüfen Sie die lineare Anpassung Ω(sin|λ|): die Steigung ist Ω_E.
- Vergleichen Sie die Steigung mit der Referenz-Winkelgeschwindigkeit der Erde und formulieren Sie die Schlussfolgerung.
Schlussfolgerung
Die Steigung der Anpassung stimmt im Rahmen der Toleranz mit der Winkelgeschwindigkeit der Erde überein. Wesentliche Fehlerquellen: Ablesung von Ω und die Idealisierung des Foucault-Schemas ohne Dämpfung.