Galileo's Ship — Below Deck
Wasser tropft in eine Schale, ein Fisch schwimmt, Schmetterlinge flattern — und nichts in der Kajüte kann Ihnen sagen, ob das Schiff vertäut liegt oder vierzehn Meter je Sekunde macht. Führen Sie dieselben Versuche in einer fahrenden Kajüte und ihrem vertäuten Zwilling aus, lassen Sie dann den Seegang aufkommen und sehen Sie jedes Instrument im Raum das Geheimnis verraten.
So benutzt du diese Simulation
- Vergleichen Sie Galileis Kajüte bei gleichbleibenden 6,0 m/s mit ihrem vertäuten Zwilling
- Drücken Sie volle Fahrt, 14 m/s, um zu bestätigen, dass die Geschwindigkeit selbst nie in Erscheinung tritt
- Drücken Sie der Seegang kommt auf, um der Kajüte eine Beschleunigung von 2,5 m/s² zu geben
- Wechseln Sie zwischen der Ansicht unter Deck und der des ganzen Schiffes, um beide Beschreibungen zu sehen
Worauf du achten solltest
- Jeder Tropfen landet in der Schale, ob das Schiff vertäut liegt oder volle Fahrt macht
- Fisch und Schmetterlinge verhalten sich in beiden Kajüten identisch
- Von außerhalb des Schiffes bewegt sich der Tropfen deutlich vorwärts; von innen fällt er senkrecht
- Die gleichbleibende Geschwindigkeit zu verdoppeln ändert in der Kajüte überhaupt nichts
- Sobald der Seegang eine Beschleunigung hinzufügt, verfehlen die Tropfen ihr Ziel und das System verrät sich
Die Physik dahinter
Zwei Bezugssysteme, die sich gleichförmig gegeneinander bewegen, sind für die Mechanik gleichwertig: Die Beschleunigungen sind in beiden identisch, jedes Kraftgesetz liefert dieselben Vorhersagen und kein Versuch im Inneren kann sie unterscheiden. Ein in der Kajüte losgelassener Tropfen trägt die Horizontalgeschwindigkeit des Schiffes bereits in sich und behält sie, landet also an derselben Stelle des Decks, ob das Schiff fährt oder nicht. Die Gleichwertigkeit endet, sobald das System beschleunigt: Der Seegang gibt der Kajüte eine Beschleunigung a₀, und die Gegenstände weichen dann genau um diesen Betrag ab.