Die Schwingungsebene eines Foucaultschen Pendels bleibt erhalten.
Da sich aber die Erde unter dem Pendel dreht und wir als Beobachter
die Erde als Bezugssystem benutzen, scheint sich die Schwingungsebene des
Pendels mit der Geschwindigkeit zu drehen, mit der sich die Erde
dreht.
Vom Nullpunkt aus gesehen gibt der Punkt P an, in welche Richtung das
Pendel schwingt. Wegen der Erddrehung scheint sich für den Beobachter
dieser Punkt P auf einem Kreis zu bewegen.
Die Simulation ist so eingestellt, dass sie einen Schwingungsvorgang der
Pendelkugel Q mit der Schwingungsdauer von etwa 5s zeigt (Pendellänge ca.
10m). Wenn auf dem Bildschirm z. B. 2 volle Schwingungen in 1s ablaufen,
läuft der ganze Vorgang 10-mal so schnell wie in Wirklichkeit ab, also im
Zeitraffer.
Mit Klick auf t=0 und rechte bzw. linke Cursortaste (oder + bzw. -Taste)
kann der t-Wert in kleinen Schritten geändert werden (beim Schieberegler
muss bei "Eigenschaften" die Schrittweite auf 0.00002 stehen). Geduldig
sein! Die Erde dreht sich auch im Zeitraffer nicht sehr schnell.
Zur Berechnung der Koordinaten von P und Q:
Die Kreisbahn von P wird mit Hilfe des Parameters t berechnet aus xP=sin t
und yP=cos t.
Q befindet sich zwischen den Punkten P und dem Spiegelpunkt von P an
(0/0). Der Ort in diesem Bereich wird durch den Abstand von P zu (0/0),
multipliziert mit s*sin t berechnet: xQ = xP * sin (s*t) und yQ = yP * sin
(s*t).
s gibt dabei an, wieviel Schwingungen auf eine vollständige Umdrehung
der Erde kommen.
Den Zusammenhang zwischen Umlaufdauer und Schwingungsdauer kann man sehr
schön untersuchen, wenn man für s sehr kleine ganzzahlige Werte wählt, z.
B. 1, 2, 3 usw. "Schrittweite " für den Schieberegler muss hier auf etwa
0.1 oder 0.01 gestellt werden.