Hur kan jordklotets rotation
observeras?
Observationer
Från jordytan betraktat ser det ut som om himlakropparna Solen, Månen och stjärnorna skulle röra
sig i bana kring Jorden. I själva verket rör sig t.ex. Månen i bana kring Jorden. Via de vanliga
sinnesintrycken är det ändå svårt att avgöra vilken typ av rörelse som är det riktiga. Månens nästan
dygnslånga rörelse kring jorden beror till största delen på att Jorden roterar kring sin egen axel.
Det är kanske inte så märkvärdigt att himlakropparnas verkliga rörelse i förhållande till jordklotet
började klarna först på 1500-talet tack vare stormän som Tyko Brahe, Johannes Kepler och Galileo
Galilein.
Går det att göra observationer i vardagsvärlden som skulle tyda på att Jorden roterar?
Undersökningar
Då en människa snurrar i en karusell eller på en stol, är det lätt att konstatera att det är man själv
som roterar, medan omgivningens rotation är skenbar. Detta beror på att man känner av
rotationsrörelsens acceleration i den snabbt roterande karusellen . Också då rotationen är långsam,
så att det inte går att känna av rotationsaccelerationen, kan personen som roterar via sin erfarenhet
avgöra att det omgivande landskapet antagligen befinner sig i vila. Det blir svårare att inse vad som
rör sig i ett ytterst långsamt roterande utsiktstorn. I de torn som finns i t.ex. Puijo eller i Näsinneula
kan man felaktigt uppleva det som om man själv befann sig i vila medan omgivningen roterar.
(Invånarna i Kuopio anser visserligen att tornet i Puijo är stationärt och att Jorden roterar kring det,
men det är ju ett känt faktum att savolaxarnas historier helt skjuter över ansvaret på åhöraren.)
Vi måsta tänka ut ett mera objektivt sätt att observera
jordklotets rörelser. Det räcker inte med våra vanliga
sinnesintryck. Den franska vetenskapsmannen Léon Foucault
demonstrerade 1851 sin pendel. Den var sinnrikt
konstruerad så att den fritt kunde vridas kring sin
upphängningsmekanism. En motsvarande konstruktion kan
man undersöka i vetenskapscentret Heureka.
En barngunga har vanligen 2 kedjor eller armar, vilket
innebär att gungriktningen följer jordklotets. Då jordklotet
vrids, vrids också gungriktningen. Denna rörelse är så
långsam att det är omöjligt att observera den kraft som
orsakar den.
Pendelarmen 4. i Heureka kan fritt svänga i vertikal riktning kring sin axel 1., men också vridas fritt i
horisontalritningen runt lagren 2. och takfästet 3. En upphängningsmekaism av denna typ har
kommit att uppkallas efter sin uppfinnare Gerolamo Cardano. En liknande mekanism ser man bland
annat i kraftöverföringen i en bakhjulsdriven bil.
Pendelns tröghet gör att den strävar till att konservera sitt svängningsplan. På norra halvklotet
kommer den att vrida detta plan medsols och på södra halvklotet motsols. Orsaken är att jordklotets
rotation sker från väster mot öster ”motsols”.
De vardagliga uttrycken medsols och motsols är en aning missvisande eftersom de kan uppfattas
olika på norra och södra halvklotet. På södra halvklotet ser Solen ut att röra sig motsols. Uttrycken
medurs och moturs (eng. clock wise och counter clock wise) fungerar bättre, så länge det inte rör sig
om en ”barberarklocka” som ska betraktas i en spegel och därför själv rör sig moturs.
Förklaringar
Det fysikaliska fenomen som verkar här är coriolis-accelerationen,vilken i sin tur förorsakas av
Jordens rotation. Den ger upphov till en skenbar kraft, som strävar till att vrida en horisontellt fritt
rörlig kropps riktning högerut på norra halvklotet och vänsterut på södra halvklotet. Vridningen är
skenbar. Kroppen rör sig så gott som rätlinjigt, men jordklotet roterar under den. Det viktiga är nu de
krafter som påverkar pendeln. Dessa är Jordens dragningskraft, stödkraften vid
upphängningsmekanismen, friktion och luftmotstånd. Krafterna ligger i svängningsplanet och kan
därför inte i sig vrida detta. Därför kan pendeln inte ”lägga märke till” Jordens rotation.
Samma princip kan undersökas med en vanlig trådpendel. Den ändrar inte sin svängningsriktning
även om upphängningsmekanismen vrids.
Sammanfattning
Det finns en enkel metod att konstatera i vilken riktning jorden roterar. Man kan undersöka i vilken
riktning vatten som rinner ut ett handfat eller badkar virvlar. Vattnets rotationsriktning kan lättare
observeras, om man på vattenytan sprider små korn av styrox eller något annat motsvarande
material.
Vattenvirvlar – en video.
På norra halvklotet virvlar vatten medsols och på södra halvklotet motsols. Riktningen bestäms av
corioliseffekten, som i sin tur bestäms styrs av jordens rotation.
Långt ifrån alla är övertygade om att det faktiskt är corioliseffekten som bestämmer
rotationsriktningen. Det finns många störande faktorer, som t.ex. vattnets rörelse då pluggen dras
ut. Sådana faktorer kan inverka i högre grad än corioliseffekten.Det är ändå intressant att undersöka
i vilken riktning vattnet i regel börjar virvla. I t.ex. de experiment som utförts i olika vattenkärl här,
kom vattnet att virvla medsols.
I vilket fall som helst är corioliseffekten verksam på grund av jordklotets rotation. Meningarna delas i
fråga om i vilken grad detta gäller.
