experiment om aan te tonen dat 1 omwenteling 24 uur duurt?

[Sandra Janssen]

Beste allemaal,
 
Ik volg, uit pure interesse, een inleidende cursus aardwetenschappen. Maar zelfs van de introcursus snap ik helaas vrij weinig Het is ook wel even wat anders na mijn studie HBO-V... Nu heb ik de volgende opdracht gekregen, waar ik echt niks bij kan verzinnen. Wie kan me hierbij helpen?
 
"verzin een experiment - eigen ontwerp, het mag niet om een bestaand experiment gaan!! - om aan te tonen dat een omwenteling van de aarde 24 uur duurt. Beschrijf de gebruikte methode zo gedetailleerd, dat iedereen het experiment zou kunnen herhalen. Laat je metingen op systematische en kwantitatieve manier zien, waarbij je rekening houdt met eventuele mogelijkheden tot fouten in het experiment. Gebruik je metingen om de tijd te berekenen die de aarde nodig heeft om om zijn as te draaien (24 uur dus) en laat hierbij exact je berekeningen zien. Geef hierbij ook alle literatuur en broninformatie weer, die je gebruikt hebt".
 
Geen flauw idee dus... Ik hoop dat iemand me kan helpen!
 
Bedankt alvast Sandra

[Michel Uphoff]

Voorbeeldje: In 24 uur draait de Aarde een maal rond haar as, dat is 360 graden in 24 uur. Dat is 15 graden per uur, 1 graad per 4 minuten. De diameter van de Maanschijf is ongeveer 0,5 graden (kan je precies berekenen uit de afstand tot de Maan en de diameter van de Maan, opzoeken). Dus als je een lat met twee spijkertjes gebruikt om precies op de Maan te richten en de spijkerpuntjes wijzen exact naar de rechterzijde, dan moeten de spijkerpuntjes na ruwweg 2 minuten de linkerzijde van de Maan hebben bereikt. Je zal wel even uit moeten zoeken wat ik met de linker en rechterkant van de Maan bedoel, want dat is niet per se jouw linker en rechterkant, zie ecliptica.

 

Zo kan je ook een gekende hoekafstand tussen twee sterren in de Dierenriem gebruiken, of de tijdsduur tussen twee keer de Zon overdag op precies dezelfde plek aan de hemel.

[Jan van de Velde]

om aan te tonen dat een omwenteling van de aarde 24 uur duurt.

Dat gaat niet lukken, want dat duurt net geen 24 uur
 
Orion (boogschutter) is een prima herkenbaar sterrenbeeld in de winter, de drie heldere sterren op een rijtje in de riem vallen goed op:

Orion 945 keer bekeken

 
Orion staat in januari een groot deel van de nacht boven de horizon, momenteel wat minder hoog dan de maan.
 
Stel dat je een raam op ergens tussen zuidoost en zuidwest hebt, met niet al te belemmerd zicht, dan kun je er zelfs leunstoelastronomie  van maken: Plak een netjes verticale tape op dat raam, kies een paar meter daarvandaan een vast punt voor een touwtje met gewichtje aan het plafond, en wacht tot Orion langskomt. Kies een van die riemsterren en noteer het tijdstip dat touwtje, tape en die ster precies op één lijn staan. De volgende dag rond dezelfde tijd  kun je Orion weer op die zichtlijn verwachten. Noteer weer exact de tijd. Zolang de boel niet in de weg hangt (en dat touwtje kun je na je meting gerust hoog genoeg oprollen om eronderdoor te kunnen lopen) herhaal je dat een paar keer op heldere avonden. Gesteld dat je op een week toch wel een 2 of drie redelijk heldere avonden hebt ga je de omwentelingstijd van de aarde denk ik wel tot op een tien seconden nauwkeurig kunnen bepalen. 
 
Oh, en die tape en touwtje truuk kun je ook goed voor Michel's maanmeting gebruiken. Alleen ga je die niét elke avond rond dezelfde tijd op je zichtlijn kunnen verwachten, die komt elke dag ruwweg een half uur later langs. 
Orion staat momenteel rond een uur of 9 's avonds in het zuiden, en vanavond is de maan daar ook rond die tijd, bijna recht boven de riem van Orion.
 
 
 
 

[Michel Uphoff]

Jan heeft gelijk. De dag duurt niet precies 24 uur en om het lastiger te maken; er zijn verschillende definities van een daglengte:

 

- de duur tussen twee achtereenvolgende zonsopkomsten

- de duur van een volledige rotatie van de Aarde t.o.v. de sterren

- de duur van een volledige rotatie van de Aarde t.o.v. de Zon

- en omdat de Aarde geen perfecte cirkelbaan, maar een ellips beschrijft treden er over een jaar ook nog kleine variaties op

 

Of je die precisie moet bereiken weet ik niet, dat wordt met eenvoudige middelen wel wat lastig. hier kan je meer lezen over de daglengte. Wil je meer weten, Google dan eens op siderische en synodische dag.

[Jan van de Velde]

Of je die precisie moet bereiken weet ik niet, dat wordt met eenvoudige middelen wel wat lastig.

Mooiste is dan natuurlijk om de betrouwbaarheid/meetfoutgevoeligheid van verschillende methoden te vergelijken. Ik heb mijn leerlingen wel eens naar Orion laten meten met de bovenbeschreven methode, de variaties na één etmaal beliepen plus of min anderhalve minuut over vier man, maar met metingen met een tussenpoos van 8 dagen (het is ook niet altijd helder) zaten ze er allemaal maar een paar seconden meer naast. 
 
Nog even en het is volle maan. Gauw de voorbereidingen treffen en eens een testrun draaien