Jedes Mal, wenn Sie sich drehen — ob auf einem Spielplatzspielzeug oder auf Ihrem Heimatplaneten —, scheinen sich Objekte, die sich in geraden Linien bewegen, zu krümmen. Dieses bizarre Phänomen betrifft viele Dinge, von den Wegen der Raketen bis zur Bildung von Hurrikanen. Erfahren Sie mehr in dieser Folge von What the Physics?!
Transkript
Was ist der Coriolis-Effekt?
Veröffentlicht 25.September 2018
Greg Kestin: Was ist hier los? Jedes Mal, wenn ich den Ball gerade werfe, scheint er sich zur Seite zu biegen. Egal was ich werfe, egal wie gerade ich es werfe, der Ball scheint sich zu krümmen. Vielleicht hat es etwas damit zu tun: Die ganze Zeit habe ich mich gedreht, deshalb sieht es so aus, als würde ich gleich kotzen.
Diese Kurve wird durch den Coriolis-Effekt erzeugt. Sie haben vielleicht gehört, dass das Wasser in der Badewanne auf eine bestimmte Weise den Abfluss hinunterläuft oder dass es die Art und Weise bestimmt, wie eine Toilette gespült wird. Das ist eigentlich falsch. Diese werden nicht durch den Coriolis-Effekt verursacht. Aber der Coriolis-Effekt erzeugt Hurrikane und ist der Grund, warum Jupiter einen großen roten Fleck hat.
Was ist der Coriolis-Effekt? Nun, es passiert, wenn sich Objekte, die sich in einer geraden Linie bewegen, zu krümmen scheinen, weil Sie sich drehen. Und es betrifft alle möglichen Dinge. Es biegt die Wege von Raketen und Scharfschützenschüsse. Seine Auswirkungen sind nur über große Entfernungen wirklich spürbar; deshalb hat es nichts mit Toilettenspülung zu tun. Aber wie funktioniert es und wie entstehen Hurrikane?
Im Moment scheint sich der Ball zu krümmen. Aber schauen wir uns an, was wirklich passiert.
Meine Freunde und ich haben dieses kleine Experiment mit einer Art sich drehender Wippe durchgeführt. Hier steht die Kamera still; sie hängt nur von der Decke. Und beobachte, was passiert. Von dem Moment an, in dem der Ball meine Hand verlässt, geht es geradeaus. Schauen wir uns das noch einmal an, Frame für Frame. Behalte den Ball im Auge. Sie können sehen, dass es sich in einer perfekt geraden Linie bewegt.
Aber was ist, wenn Sie mit der Wippe drehen? Schauen Sie sich an, was passiert, wenn Sie das Filmmaterial drehen, damit die Wippe seitwärts bleibt und sich alles um sie herum bewegt? Folgen wir nun wieder dem Weg des Balls, aber aus dieser neuen Perspektive. Die Flugbahn sieht völlig anders aus. Jetzt schauen wir uns das Bild für Bild an.
Aus dieser rotierenden Perspektive sieht es völlig so aus, als würde sich der Ball krümmen. Das ist verrückt, weil Sie bereits genau den gleichen Wurf gesehen haben. Sehen Sie es noch einmal auf der linken Seite. Der Ball geht geradeaus, aber rechts, wenn Sie sich mit der Wippe drehen, sieht der Ball wirklich so aus, als würde er sich krümmen.
Sie denken vielleicht, warum sollte es mich interessieren? Ich verbringe nicht viel Zeit mit einer sich drehenden Wippe oder einem Karussell. Aber du bist irgendwie auf einem Karussell.
Haben Sie jemals jemanden in einem Film gesehen, der Feineinstellungen an seiner Waffe vorgenommen hat? Nun, ein Effekt, den sie korrigieren, ist der Coriolis-Effekt. Der längste Scharfschützenschuss, der über 3.000 Meter betrug, hätte aufgrund des Coriolis-Effekts eine Abweichung von einem Fuß korrigieren müssen.
Wie erzeugt der Coriolis-Effekt also Hurrikane?
Hurrikane entstehen, wenn Luft aus allen Richtungen in eine Niederdruckregion strömt. Stellen Sie sich also vor, es gibt eine Tiefdruckregion zwischen uns beiden. Die Luft wird in Richtung Zentrum strömen. Mal sehen, wie das aus dem Weltraum aussieht, von unserer Kamera, die von der Decke hängt. Es dreht sich nicht, also verläuft die Luft – oder in diesem Fall die Bälle – eindeutig in einer geraden Linie.
Aber wenn du dich mit der Erde oder mit der Wippe drehst, wirst du sehen, wie sich die Luft nach rechts biegt. In der nördlichen Hemisphäre entstehen dadurch Hurrikane mit Spiralen gegen den Uhrzeigersinn. In der südlichen Hemisphäre macht es das Gegenteil; Es schafft Hurrikane mit Spiralen im Uhrzeigersinn.
Dieser Sturm auf Jupiter, der tatsächlich größer ist als die Erde selbst, begann alles wegen des Coriolis-Effekts. Wenn Sie sich also in einem rotierenden Rahmen befinden, scheint der Coriolis-Effekt eine sehr reale Kraft auf Objekte auszuüben. Aber es gibt keine Kraft; Was Sie beobachten, ist nur ein Ergebnis Ihrer Perspektive.
Und Sie fragen sich vielleicht, wenn dies einfach ein Produkt Ihres Referenzrahmens ist, könnten dann auch andere Kräfte, wie Schwerkraft oder Elektromagnetismus, nur Produkte Ihres Referenzrahmens sein? Wo leben wir im Universum? Oder im Multiversum?
Mehr dazu in unserem Video „Leben wir im Multiversum?“ Es gibt sprechende Fische.
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Credits
PRODUKTION CREDITS Gastgeber, Produzent Greg Kestin Dreharbeiten Greg Kestin Forschung, Schreiben Greg Kestin
Samia Bouzid Schnitt, Animation Samia Bouzid
Greg Kestin Redaktioneller Input Julia Cort
Ari Daniel Wissenschaftsberater Sergio Abarca Medien: , NASA, ESA Besonderer Dank an das gesamte NOVA-Team Von den Produzenten von PBS NOVA © WGBH Educational Foundation Finanzierung durch FQXi Musik zur Verfügung gestellt von APM