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Aus Forschung und Technik: Die Corioliskraft

Sonderdilching, 18.03.2013

RätselhaftesDie Corioliskraft gehört zu den Schein- oder Trägheitskräften. Sie tritt in rotierenden Bezugssystemen zusätzlich zur Zentrifugalkraft auf, wenn eine Masse innerhalb des rotierenden Bezugssystems nicht ruht (also wenn sie nicht einfach nur „mitrotiert“), sondern sich relativ zum Bezugssystem bewegt. Benannt ist sie nach Gaspard Gustave de Coriolis, der sie 1835 erstmals mathematisch herleitete.
Zitiert aus: Wikipedia - Corioliskraft

Unser Heimatplanet Erde dürfte nach allem was wir wissen der lebensfreundlichste Ort weit und breit sein. Genau genommen ist es nur seine äußere Hülle. Denn wenige Kilometer unter unseren Füßen ist es bereits so heiß, dass wir lieber nicht dort sein möchten. Und ein paar tausend Meter über unseren Köpfen ist es so kalt und die Luft so dünn, dass sich wohl nur waschechte Yeti-Forscher für diese Höhen erwärmen können.

Selbst die Ebenen, in denen sich Normalarmbrustschützen und -schützinnen bewegen, sind keineswegs so idyllisch wie es den Anschein hat. Unser an sich recht gemütliches München - auf 48,2 ° nördlicher Breite - rast mit einer Geschwindigkeit von 1.110,887 km/h um die Erdachse. Atemberaubend, aber noch ein wenig betulich im Vergleich zum nullten Breitengrad. Dem Äquator. Die Menschen dort leben quasi auf der Überholspur. Sie bringen es auf 1.666,667 km/h, also Überschallgeschwindigkeit. Die und auch wir merken aber so gut wie nichts davon, weil sich das gesamte Bezugssystem - einschließlich der Atmosphäre - mitbewegt.

Diese Erdrotation beschert uns den steten Wechsel zwischen Tag und Nacht. Das weiß jedes Kind. Doch bewirkt sie nicht nur das. Sie sorgt auch für eine Kraft, die sich auf alle nichtruhende Materie auf unserem Planeten auswirkt, egal in welche Richtung sie sich bewegt. Die oben bereits skizzierte Corioliskraft. Letztere sorgt auf der Nordhemisphäre unter anderem dafür, dass sich die Luft um Hochdruckgebiete im Uhrzeigersinn und um Tiefdruckgebiete gegen den Uhrzeigersinn dreht.

Wissen, das eigentlich nur für eingefleischte Meteorologen interessant ist. Oder für Esoteriker, die jedoch immer wieder bestürzt beobachten müssen wie sich das Wasser im Abfluss der Badewanne unvorschriftsmäßig nach eigenem Gusto dreht. Andere Wirkungen berühren unsereins schon eher. So hat bereits im Jahre 1763 Michail Wassiljewitsch Lomonossow die verstärkte Erosion an Flussufern beschrieben, die in Strömungsrichtung rechts liegen. Ähnliches gilt heute für Hochgeschwindigkeitszüge, wenn sie mit 250 km/h über die Gleise fegen. Da drückt die Corilioliskraft den Zug auf gerader Strecke in Fahrtrichtung mit mehr als 3.200 Newton nach rechts. Worunter sowohl die rechten Räder wie auch die rechte Schiene durch verstärkte Abnutzung leiden.

Der geneigte Leser ahnt sicher schon, wohin die Geschichte geht. Unsere Bolzen sind gleichfalls mit über 200 km/h unterwegs und werden auf hochpräzisen Laufschienen in Richtung gebracht. Das heißt, auch hier wirkt die Corioliskraft. Nicht so stark wie bei einem 400 Tonnen schweren Eisenbahnzug. Doch steter Tropfen höhlt den Stein, weiß der Volksmund zu berichten. Max Blank, Leiter des »Fraunhäuser Institutes für ungewöhnliche Alltagsprobleme« in Sonderdilching, erklärt dazu: »Die national-traditionellen Armbrustdisziplinen sind von der Corioliskraft gleich zweimal betroffen. Die horizontale Wirkung der Kraft beeinflusst die Scheibenarmbrust und die vertikale Wirkung zeigt sich bei der Vogelarmbrust«.

Tatsächlich wirkt die Corioliskraft auf horizontal und vertikal bewegte Objekte unterschiedlich. Während sie horizontal abgeschossene Bolzen nach rechts ablenkt, bleibt ihre vertikale Wirkung wegen des überstarken Einflusses der Gravitation vernachlässigbar. Dies gilt natürlich für die Scheibenarmbrust. Die Schussweite beträgt immer 30 Meter, sodass der Versatz nach rechts durch eine konstante Dioptereinstellung ausgeglichen werden kann. Vertikal bewegte Objekte - wie der Bolzen der Vogelarmbrust - lenkt die Corioliskraft beim Aufstieg nach Westen ab, beim Abstieg nach Osten. Den Abstieg können wir insofern ausblenden, als er für den Treffer keine Rolle mehr spielt. Der Schusstisch am Vogelbaum wird je nach örtlichen Gegebenheiten meist nach Nordost ausgerichtet. Das kompensiert die Blendwirkung der Sonne an einem Sommernachmittag. Hier muss der Diopter eine leichte Ablenkung nach Westen (links-oben) ausgleichen. Womit die Corioliskraft also weder auf das Schussergebnis der Scheibenarmbrust, noch auf das der Vogelarmbrust einen Einfluss hätte.

Unberücksichtigt bleibt dabei allerdings die Abnutzung der Laufschienen. Wettkampfarmbruste sind keine Wegwerfartikel, sondern bleiben zum Teil über Jahrzehnte in Gebrauch. Weshalb die Schienen öfter mal genauer unter die Lupe genommen werden sollten. Bei der Scheibenarmbrust besonders die rechte und bei der Vogelarmbrust die linke Seite. Das »Fraunhäuser Institut für ungewöhnliche Alltagsprobleme« in Sonderdilching arbeitet zurzeit an einer biologisch abbaubaren Schienenpolitur, die mittels links- und rechtsdrehenden Joghurtkulturen den jeweiligen Strang der Laufschiene entlasten soll. Wann die Politur in den Einzelhandel gelangt, steht momentan leider in den Sternen. Max Blank dazu: »Momentan haben wir das Dilemma, die Joghurtbakterien hinreichend stabil zu bekommen und gleichzeitig beweglich zu halten. Solange sie sich drehen können, werden sie vom Bolzen niedergematscht. Haben wir sie endlich stabil, dann drehen sie sich nicht mehr«. Mit anderen Worten: Es wird wohl noch etwas dauern.

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