Schraub-Pendel, Messing vergoldet, H: 34 mm ca.25 gr
Ein Schraubpendel oder auch Foucault-Pendel ist ein physikalisches Experiment, das die Rotation der Erde und die Prinzipien der Erhaltung von Drehimpuls und Energie veranschaulicht. Es besteht aus einem langen Pendel, das an der Decke aufgehängt ist und frei schwingen kann. Am Ende des Pendels befindet sich eine schwere Masse, die als Pendelgewicht bezeichnet wird.
Bei einem Schraubpendel ist das Besondere, dass das Pendelgewicht nicht nur in einer Ebene schwingt, sondern sich auch um seine eigene Achse dreht. Dies geschieht aufgrund des Erhaltungssatzes für den Drehimpuls. Wenn das Pendel ausgelenkt wird, wirkt eine horizontale Kraft auf das Pendelgewicht, die dazu führt, dass es sich um seine eigene Achse dreht, während es gleichzeitig schwingt.
Während das Pendel schwingt und sich um seine Achse dreht, scheint sich die Schwingungsebene langsam zu drehen. Dieser Effekt wird durch die Corioliskraft verursacht, die aufgrund der Rotation der Erde auf das Pendelgewicht wirkt. Die Corioliskraft bewirkt, dass die Schwingungsebene des Pendels in der Nord-Süd-Richtung langsam rotiert.
Ein Kreisel ist ein anderes physikalisches Objekt, das die Prinzipien der Drehimpulserhaltung und der Gyroskopie demonstriert. Ein Kreisel besteht aus einem massiven, sich schnell drehenden Körper mit einer Achse, die seine Rotation stabilisiert. Wenn ein Kreisel in Bewegung gesetzt wird, behält er aufgrund des Erhaltungssatzes für den Drehimpuls seine Rotationsachse bei, auch wenn äußere Kräfte auf ihn wirken.
Ein Kreisel kann verschiedene interessante Effekte zeigen, wie zum Beispiel die Präzession, bei der die Rotationsachse des Kreisels um eine äußere Achse kreist, wenn eine Drehmomentkraft angewendet wird. Dieser Effekt wird in Gyroskopen genutzt, die in vielen Anwendungen wie Navigationssystemen und Stabilisierungstechnologien verwendet werden.
Sowohl das Schraubpendel als auch der Kreisel sind faszinierende Objekte der Physik, die die grundlegenden Prinzipien der Drehimpulserhaltung und der Rotation demonstrieren. Sie werden oft in physikalischen Experimenten und Vorführungen verwendet, um die Schüler und Zuschauer für diese Konzepte zu begeistern und ihr Verständnis der Mechanik zu vertiefen.