„Und doch dreht es sich!“<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Das hier gezeigte Modell ist ein kleines Foucaultsches Pendel.<\/p>\n\n\n\n\n\n Ich habe es vorgezogen, es statt eines anderen zu zeigen, da seine 19 Zentimeter alle Schwierigkeiten, die bei gro\u00dfen Pendeln auftreten k\u00f6nnen, noch versch\u00e4rfen. Au\u00dferdem habe ich es urspr\u00fcnglich f\u00fcr den Dauereinsatz konzipiert und ihm Einschr\u00e4nkungen auferlegt, die es sonst nirgends gibt: eine auf 2 cm begrenzte Schwingungsl\u00e4nge, die den Coriolis-Effekt minimiert. Dies war der Preis f\u00fcr die Langlebigkeit der Uhr. Im Folgenden wird der technische Teil des Pendels erl\u00e4utert, wobei auf wissenschaftliche Bez\u00fcge verzichtet wird.<\/p>\n\n\n\n\n\n „Es kommt nicht nur auf die L\u00e4nge an …“<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Foucaultsches Pendel, dessen Schwingung durch einen Elektromagneten aufrechterhalten wird, der von einer 1,5-Volt-Batterie gespeist wird, die drei Jahre Dauerbetrieb erlaubt. Das Gestell ist aus einem Granitblock gefertigt. Der Aufh\u00e4ngungsblock ist eine Uhrmacherdrehbank. Der Draht ist eine 0,18 mm D’Addario PL008 Gitarrensaite, der Charron-Ring ein Druckerachsenlager und der Magnet eine 5 mm Seltene-Erde-Bestie. Das Gewicht des Pendels betr\u00e4gt 1,4 Kilogramm bei einer Schwingungsamplitude von weniger als 1,5\u00b0. Seine L\u00e4nge betr\u00e4gt 19 cm, soll aber ohne Werkzeug auf 15 cm verk\u00fcrzt werden k\u00f6nnen<\/p>\n\n\n\n\n\n Die Herausforderungen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Wenn man es zusammenfasst, vertr\u00e4gt ein gro\u00dfes Pendel munter Konstruktionsfehler. Ein Pendel, das weniger als zwei Meter lang ist, toleriert viel weniger Fehler und ben\u00f6tigt au\u00dferdem einen sogenannten Charron-Ring, der den Ellipseneffekt, den seine geringe Gr\u00f6\u00dfe mit sich bringt, reduziert. Ein Pendel von weniger als einem Meter L\u00e4nge verzeiht nichts mehr. Aber bei einem 20 cm langen Pendel wird die Skala der Sorgen logarithmisch: Wenn man die L\u00e4nge des Pendels um einen einzigen Zentimeter verringert, verdoppelt sich die Zahl der zu l\u00f6senden Probleme jedes Mal. Daraus ergibt sich der diskrete Charme des Ganzen..<\/p>\n\n\n\n\n\n Die intrinsischen Probleme :<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Es handelt sich um ein Problem mit zw\u00f6lf Unbekannten, die alle miteinander verkn\u00fcpft sind: Wenn Sie nur eine davon verpfuschen, wird Ihr Pendel niemals ausschlagen. Du musst also daf\u00fcr sorgen, dass sie alle einzeln und gr\u00f6\u00dftenteils ohne Werkzeug einstellbar sind.<\/p>\n\n\n\n\n\n 1) Die Steifigkeit der Aufh\u00e4ngung.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n In jedem Fall lebenswichtig, kornisch, wenn es sich um ein Standpendel handelt. Beim MiniFoucault reicht ein tausendstel Millimeter Verdrehung des Rahmens aus, um das Experiment endg\u00fcltig zu ruinieren. Sie wird mit der Messuhr gemessen.<\/p>\n\n\n\n\n\n 2) Die Nivelliere.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Drei Stellschrauben sind perfekt, vier sind ungenie\u00dfbar. Das ist Ockhams Rasiermesser der Stabilit\u00e4t: Ein Stuhl mit drei Beinen wird niemals wackeln. Sie werden an der Blase gemessen.<\/p>\n\n\n\n\n\n 3) Die Richtung des Fadens.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Er muss sich vollst\u00e4ndig um sich selbst drehen k\u00f6nnen. Wenn ein Pendel ohne Drehung schwingt, drehen Sie den Faden 15 Minuten im Uhrzeigersinn. Wenn die Drehung nicht folgt, liegt die Wahrheit woanders.<\/p>\n\n\n\n\n\n 4<\/strong>) Die H\u00f6he des Fadens.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Es ist immer besser, wenn sie eingestellt werden kann. In diesem Fall wird der Faden von der Aufh\u00e4ngung nur gef\u00fchrt, aber nicht darin festgeklemmt. Die H\u00f6he wird also eingestellt, indem man den Faden durch die Aufh\u00e4ngung gleiten l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n\n\n 5<\/strong>) Die Richtung der <\/strong>Aufh\u00e4ngung<\/strong>.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Wenn das Pendel schwingt, sich aber immer noch nicht dreht, muss es um 15 Minuten im Uhrzeigersinn gedreht werden. Wenn sich nichts \u00e4ndert, liegt die Wahrheit immer noch woanders.<\/p>\n\n\n\n\n\n 6<\/strong>) Die <\/strong>L\u00e4nge des Pendels<\/strong>.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Sie wird eingestellt, indem man einen Hebel abschraubt, mit dem man die Aufh\u00e4ngung nach oben oder unten bewegen kann. Sie wird nie mit einem Lineal gemessen, sondern immer mit einer Uhr.<\/p>\n\n\n\n\n\n 7<\/strong>) Die H\u00f6he des Charron-Rings.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Sie ist lebenswichtig. Es gibt keine absolute Regel, die seine H\u00f6he bestimmt, aber der Faden sollte ihn nur streicheln. Sie h\u00e4ngt also von der Amplitude der Schwingung des Pendels ab. Wird ebenfalls durch Abschrauben eines anderen Hebels auf der rechten Seite eingestellt. Sie wird nach Gef\u00fchl gemessen.<\/p>\n\n\n\n\n\n 8<\/strong>) Die Zentrierung des Charron-Rings<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n\n\n Ist lebenswichtig.<\/p>\n\n\n\n\n\n 9<\/strong>) <\/strong>Zentrierung <\/strong>und Drehung <\/strong>des Elektromagneten<\/strong>.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Vital.<\/p>\n\n\n\n\n\n 10<\/strong>) Die Zentrierung des Magneten.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Nicht sehr wichtig, aber so angenehm.<\/p>\n\n\n\n\n\n 11<\/strong>) Die H\u00f6he des Magneten.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Nicht lebenswichtig, aber so praktisch. So kann sie eine m\u00f6gliche \u00c4nderung der Fadenl\u00e4nge ausgleichen.<\/p>\n\n\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n\n\n 12)<\/strong> Die Aerodynamik.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Dieses Problem ist heimt\u00fcckisch, weil es sehr diskret ist: Ein winziger Post-it-Zettel, der auf dem Pendel klebte, hat mir einmal eine Woche lang den Coriolis-Effekt genommen, ohne dass ich etwas davon verstanden habe. Ein bisschen Symmetrie, um Himmels willen.<\/p>\n\n\n\n\n\n Die extrinsischen Probleme :<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n 1) Entfernen Sie jegliches magnetische Material 20 Zentimeter um den Antriebsmagneten herum.<\/p>\n\n\n\n\n\n 2) Alle elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Materialien unterhalb des Antriebsmagneten (Kupfer, Messing, Bronze, Aluminium, Silber usw.) 20 Zentimeter entfernt halten, um eine Wirbelstrombremse zu vermeiden. <\/p>\n\n\n\n\n\n Das ist alles. Andere \u00e4u\u00dfere Ph\u00e4nomene wie der Erdmagnetismus, die N\u00e4he eines Berges, Luftstr\u00f6mungen, St\u00f6\u00dfe und die Genauigkeit des Starts k\u00f6nnen als unbedeutend angesehen werden. Ein Sto\u00df auf das Pendel l\u00e4sst es beispielsweise eine 8 schlagen, deren Achse die Mitte ist: Es wird sich sehr schnell stabilisieren, wenn die Amplitude gr\u00f6\u00dfer ist als der Charron-Ring.<\/p>\n\n\n\n\n\n Das Protokoll der Einstellungen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n Man kann sich leicht in Jahren der Einstellungen (ja, in Jahren!) verlieren, wenn man sich bei den Eingriffen nicht an eine Methode h\u00e4lt. Dieser MiniFoucault ging so gleichzeitig elliptisch, r\u00fcckw\u00e4rts, stoppte, blieb stecken und tat zwei Monate lang nur das, was er wollte, bis die richtigen Einstellungen vorgenommen wurden. Um nicht verloren zu gehen, gibt es nur eine Regel: Jede \u00c4nderung muss archivierbar, umkehrbar und nachweisbar<\/strong> sein.<\/p>\n\n\n\n\n\n Die Methode sieht folgenderma\u00dfen aus. Auf einem Blatt Papier befinden sich acht Spalten. Sie enthalten das Datum, die Uhrzeit, die Richtung des Galgens, die Richtung des Fadens, den Winkel der Schwingung, den Winkel einer eventuellen Drehung und deren Richtung, die H\u00f6he von Charons Ring und das Ergebnis. Die Daten werden zwei- bis dreimal t\u00e4glich abgelesen, bis sich das Pendel dreht. Bei den Grobeinstellungen notiere ich der Einfachheit halber die Winkel in Minuten. Wenn die Zeit f\u00fcr die Feineinstellungen kommt, mache ich sie in Grad.<\/p>\n\n\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.betrisey.ch\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/minifouc-618x1024.jpg\")
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