Präzession
Ein Kreisel,
der nicht kräftefrei ist, führt eine Präzessionsbewegung
aus. Wirkt eine konstante Kraft auf den Kreisel, so beschreibt die Drehachse
dabei einen Kegel. Im nebenstehenden Beispiel wirkt auf den Kreisel die
Gewichtskraft und bewirkt die Präzession. Anschaulich kann sagen,
dass der Kreisel der durch die Kraft angestrebten "Kipp-Wirkung" senkrecht
ausweicht.
Aufgrund
der Rotation ist die Erde abgeplattet, d.h. keine Kugel sondern ein Ellipsoid.
Auf die sonnenzugewandte "Ausbuchtung" wirken von Sonne und Mond Kräfte,
die den Kreisel Erde aufrichten möchte. Das Ergebnis ist eine Präzessionsbewegung
der Erdachse. Die Periodendauer der Präzessionsbewegung ist ca. 25700
Jahre. Das ist die Zeit, in der die Erdachse einen Umlauf auf dem Kegelmantel
der Öffnung 23,5° beschreibt.
Die Drehmomente, die Sonne und Mond auf die Äquatorwülste
ausübt sind nicht konstant. Die durch die Abhängigkeit der Drehmomente
von der Mondposition verursachte Störung der Präzessionsbewegung
wird in der Astronomie Nutation genannt. Sie hat eine Periode von
18,6 Jahren. Zur gesamten Päzessionbewegung tragen auch noch die Planeten
bei.
Übungen:
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Stellen Sie die Präzessionsbewegung der Erdachse im heliozentrischen
Weltbild dar.
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Wie bewegen sich Himmelspol und Ekliptik aufgrund der Präzession der
Erdachse im Äquatorsystem ?
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Für einen vollständigen Umlauf auf dem Kegelmantel benötigt
die Erdachse 25700 Jahre (1 Platonisches Jahr). Was bedeutet das
für die Jahreszeiten ? Um welchen Winkel verändert sich die Position
des Frühlingspunktes relativ zu den Fixsternen pro Jahr ? Was bedeutet
das für die Koordinaten der Sterne im Äquatorsystem
? In welchem Koordinatensystem würde dieses Problem nicht auftauchen
?
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Wird durch die Präzession das Datum des Frühlingsanfangs merklich
verändert ? Berechnen Sie dazu zunächst die Länge eines
mittleren Jahres nach dem gregorianischen Kalender.
Daten: Siderisches Jahr : 365 d 6 h 9 m 10 s (Umlaufzeit der
Erde von einem Fixstern zum gleichen Fixstern). Tropisches Jahr
: 365 d 5 h 48 m 46 s (Umlaufzeit der Erde von Frühlingspunkt zu Frühlingspunkt)
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