Kopfball
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Was passiert, wenn man quer durch die Erde fällt?

Experimentieren mit Rocko Raketi

Text Axel Bach

Rocko Raketi bohrt ein Loch durch die Erde; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Rocko Raketi bohrt ein Loch durch die Erde

Zugegeben: Mal eben ein Loch durch die Erde bohren, ist nicht gerade realistisch. Auch die Temperaturen im Erdinneren sind mit über 4000 °C für einen Durchflug viel zu heiß. Aber der Gedanke, quer durch die Erde zu fliegen, ist faszinierend und man kann ihn in der Theorie gut beschreiben.

Rocko Raketi am Bohrloch am Nordpol; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Rocko Raketi am Bohrloch am Nordpol

Quer durch die Erde sind es 12740 Kilometer. Wer auf der anderen Seite ankommen möchte, muss entweder vom Nordpol oder vom Südpol aus starten und außerdem die komplette Luft aus dem Bohrloch absaugen. Nur dann bekommt man beim Fallen soviel Schwung, dass man den Weg vom Erdmittelpunkt aus nach "oben" zum gegenüberliegenden Pol überhaupt schaffen kann. Beispiel Nordpol: Beim freien Fall durch die luftleere Röhre wird Rocko Raketi so stark beschleunigt, dass er nach 21 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 29000 km/h durch den Erdmittelpunkt schießt. Nach 42 Minuten hat er schließlich den Südpol erreicht und kommt dort mit Ach und Krach an. Wenn er sich nicht schnell am Bohrlochrand festhält, fällt er wieder zurück und ist 42 Minuten später zurück am Nordpol...

Rocko Raketi am Bohrloch am Nordpol; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Rocko Raketi am Bohrloch am Nordpol

Saugt man die Luft im Bohrloch nicht ab, dann sieht die Sache ganz anders aus: Die Luft bremst Rocko Raketi so stark ab, dass er kaum schneller als 200 km/h fällt. Daher braucht er knapp 32 Stunden, bis er die 6370 km zum Erdmittelpunkt geschafft hat. Um von dort aus den Südpol erreichen zu können, müsste er viel mehr Schwung haben. So saust er zwar am Erdmittelpunkt vorbei. Dann wird er aber abgebremst und "fällt" wieder nach oben - etwas über den Erdmittelpunkt hinaus. Und dann wieder nach unten: Er pendelt also regelrecht um den Erdmittelpunkt herum. Dort müsste er bei über 4000 °C schmoren, wenn er nicht mit seinem Raketenantrieb zur Erdoberfläche fliegen könnte...

Illustration der Erdrotation; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Illustration der Erdrotation

Völlig anders verläuft das Experiment, wenn sich Rocko Raketi vom Äquator aus durch die Erde fallen lassen möchte. Die Erde dreht sich innerhalb von 24 Stunden einmal um sich selbst. Eine Umdrehung am Äquator bedeutet 40000 Kilometer: Anders als am Nordpol dreht sich die Erde am Äquator also mit einer Geschwindigkeit von knapp 1700 km/h!

Springt Rocko Raketi vom Äquator in das Loch, nimmt er den Schwung der knapp 1700 km/h mit. In Richtung Erdmittelpunkt dreht sich die Erde jedoch langsamer als 1700 km/h. Rocko Raketi stößt daher bereits nach wenigen Sekunden - in nur einigen 100 Metern Tiefe - gegen die Wand. Das passiert so schnell, dass es kaum einen Unterschied macht, ob das Loch luftleer oder luftgefüllt ist.

Das ideale Loch zum Springen vom Äquator; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Das ideale Loch zum Springen vom Äquator

Wie müsste ein Tunnel durch die Erde gebohrt sein, damit Rocko Raketi vom Äquator aus trotzdem auf die andere Seite der Erde gelangen könnte? Wir haben das berechnet: Die Röhre müsste einen ganz weiten Bogen beschreiben (vgl. Grafik). Wegen der Erddrehung müsste sie etwa 180 Kilometer am Erdmittelpunkt vorbei entlang führen. Und auf der gegenüberliegenden Seite der Erde käme Rocko Raketi an einer Stelle am Äquator wieder aus der Erde heraus, die etwa 1280 Kilometer weit von dem Punkt entfernt ist, an dem eine kerzengerade Röhre enden würde.

(Kopfball vom 8. Mai 2005)

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