28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 1

"Vous êtes invités à venir voir tourner la terre ..."

Foucault experiment, 1851, in het Panthéon, Parijs

Le Panthéon, Parijs

een sensatie in 1851,

maar in de 21e eeuw?100 jaar na Einstein?in het tijdperk van chips en ruimtevaart?

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 2

door fysici gekozen: Top-ten experimentenSeptember 24, 2002

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 3

een van de 10 leukste wetenschappelijke experimenten:

Jean-Bernard-Leon’s Foucault’s slinger!

en de proef op de Zuidpool, 2001tetoongesteld 1855, daarna in "Saint Martin des champs" in Parijs, nu weer in het Panthéon.

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 4

Martinikerk Groningen 2005wat trekt de bezoekers naar zo’n “low-tech” experiment?•harmonische beweging (rustgevend, boeiend)•tegen de intuïtie: wat draait er nu eigenlijk?•stimulerende ervaring met een echt “experiment”•dicht bij de belevingswereld

wetenschap in contact met jong en oud, en …een heleboel zinnige vragen losgemaakt!

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 5

relatie met GroningenHeike Kamerlingh Onnes won denobelprijs 1913 voor lage-temperatuur fysica

Proefschrift Groningen 1879,gestimuleerd doorGustav Kirchhoff:

“Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde”

“Foucault’s experiment is slechts een zeer bizonder

geval van eene geheele groep van voor het begrip derbetrekkelijke bewegingen zeer leerzame verschijnselendie … de draaiing der aarde laten bewijzen”.

precisie ca. 7 %!

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 6

constructievolgens model van de slinger in Elbauenpark Magdeburg

vastzetten van de kabel,boven

en benedenaan de 30 kg stalen bol

… en Lutz Schön liet zich tillen naar het platfond op 17 m hoogte

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 7

zwaartekracht en traagheid

zwaartekracht houdt de slinger in beweging,traagheid houdt het slingervlak stabiel

een centrale elektromagneet compenseert wrijving

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 8

krachten balans

(0.3%)

sinmgvdtd

m

sml

g

lT

][2

22

resultaat:slinger periode

ophangpunt

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 9

traagheid

het vlak waarin de bol beweegt, het slingervlak,blijft stabiel voor een buitenaardse toeschouwer vanwege detraagheid van de massa

het lijkt als of de aarde draaitrond de ophanging van de slinger !!

De aarde draait om Groningen … ?

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 10

N

Z

G N-Z draai as van de Aardelokale draai as door G

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 11

54o

53o

52o

1025 km/h

975 km/h

111

km

G

12o/h

locale draaisnelheid

hh

kmkm

3036012

uurper 11125

arctan

25 km per uur

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 12

hoe bewegen wij op de aarde

op de evenaar:lopen met loopsnelheid40.000 km / 24h

N Z

op de Noordpool:draaien met draaisnelheid = 1 keer / 24 h

Z

N

sin(53o)

53o

ertusseninb.v. in Groningen (53oN):

draaien en lopen

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 13

N

OW

1/24 uur

40.000 km/24 uur

53o N

Groningen

0.8 / 24 uur

= 1 draai per 30 uur

Z

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 14

het experiment

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 15

het spannend momenthet gevolg is:in Groningen (53oN)draait het vlak onder de slinger1 keer / 30 h

verplaatsing 0.4 mm per slinger periodevan 8 s

de “precisie”:op een gewone bezoekersdag: 2 h gemiddeld ca. 3 %

meting locale rotatie =

foto: C. Lohner, Delft foto: Han Kroon, Emmen

sin24

360

2

6.2.24

hh

1.18.53 locatie GPS: 53.22o N

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 16

luchtstromingenLuchtstroming rond een lage druk gebied op het noordelijke halfrond:

Hurricane Isabel ten oostenvan de Bahamas 2003-09-15.

afbuiging naar rechts

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 17

conclusieN

Z

G•een alledaagse ervaring:

de Aarde draait

•een intrigerend experiment:is aantrekkelijk door spannende beweging, laat ons nadenken

hoe wij op de Aarde bewegen

wat de locale draaisnelheid is

wat de consequenties zijn voor luchtstromingen

28 mei 2007 H. Löhner, KVI Groningen, De Slinger van Foucault 18

Majesteit op bezoek inGroningen

en een slinger nu ook in Nijmegen