16 3 Tägliche Rotation der Erde E Aufgaben 1 Wie beschreibt ein Beobachter am Nordpol bzw. am Äquator die tägliche Bewegung der Himmelskörper? 2 Von der Spitze eines Turms, der sich (der Einfachheit halber) am Erdäquator befindet, wird eine Kugel fallen gelassen (die Luftreibung wird vernachlässigt). Ist wegen der Erdrotation am Fuße des Turms eine Westoder eine Ostablenkung zu beobachten? Hinweis: Überlegen Sie, welche Bahngeschwindigkeit die Kugel an der Turmspitze bzw. unmittelbar vor dem Aufprall am Fuß des Turms jeweils hat. 3 Die Aufnahme von Abb. 3.2 wurde mit einer Belichtungszeit T gemacht. Bestimmen Sie T näherungsweise und geben Sie eine kurze Begründung an. 4 In einem Gedankenexperiment sind wir Chronisten, die über jedes Jahr eine DIN-A4Seite (Dicke 0,1 mm) schreiben. Wie hoch wird der Papierstapel für die folgenden Ereignisse? a) vor ca. 2000 Jahren: Zeitenwende b) vor ca. 150000 Jahren: Homo Sapiens c) vor 4,6 Milliarden Jahren: Entstehung des Sonnensystems d) vor 13,8 Milliarden Jahren: Urknall Die in Aufgabe 2 gestellte Frage hat sich u. a. auch Galileo Galilei (Abb. 3.5) gestellt. Im folgenden Auszug aus dem Dialog über die beiden Weltsysteme vertritt er (in Gestalt des Salviati) im Disput mit Simplicio die Auffassung, dass ein Stein, der von der Spitze eines Schiffsmastes bzw. von einem Turm auf der rotierenden Erde fällt, im jeweiligen Fußpunkt auftreffen muss. Salviati: Betrachten wir nun den Stein, der sich auf der Spitze des Mastes befindet. Vollzieht er nicht ebenfalls eine Bewegung um den Erdmittelpunkt längs einer Kreislinie? Eine Bewegung also, die gleich schnell wie die des Schiffes ist und die in ihm unveränderlich fortbesteht, von äußer lichen Hindernissen abgesehen? Simplicio: So weit ist alles in Ordnung. Was nun weiter? Salviati: Zieht daraus rechtzeitig selbst den letzten Schluss! Simplicio: Ihr meint damit, dass dieser Stein diese un veränder liche Bewegung während seines Falls beibehalten wird. Er wird dem Schiff folgen und schließlich an demselben Ort auftreffen wie bei ruhendem Schiff. Salviati: Wenn aber zwischen ruhendem und fahrendem Schiff kein Unterschied im Fallen des Steins besteht, was muss man erst bei dem von der Turmspitze fallenden Stein erwarten? Dieser hat ja eine natürliche Kreisbewegung, er folgt dem Erdball wie der Turm und die Luft! Habt Ihr noch eine Erwiderung vorzu bringen, Signore Simplicio? Simplicio: Nur die eine, dass ich die Bewegung der Erde bis jetzt noch nicht erwiesen sehe. Salviati: Ich habe auch gar nicht den Anspruch erhoben, sie beweisen zu wollen. Ich wollte nur zeigen, dass aus dem Versuch mit dem fallenden Stein kein Argument für eine unbewegte Erde folgt. Abb. 3.5 E Galileo Galilei (1564 – 1642) N u z u P rü fz w e c k e E ig e tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a g s