Kompass
Mit einen Kompass kann man sehen, wo welche Himmelsrichtung ist. Es gibt zwei Arten von Kompassen: Magnetkompass und Kreiselkompass.
Ein Magnetkompass hat einen kleinen beweglichen Zeiger, den man Kompassnadel nennt. Diese Nadel ist magnetisch und zeigt immer ungefähr nach Norden. Das liegt daran, dass die Erde viel Eisen enthält und deshalb selbst wie ein riesiger Magnet wirkt. Wenn man den Kompass so dreht, dass das N auf dem Gehäuse mit der farbigen Nadelspitze übereinstimmt, kann man auch die anderen Himmelsrichtungen ablesen.
Um Richtungen noch genauer bestimmen zu können, haben die meisten Kompasse einen Kranz mit Grad-Einteilung. Manche haben auch einen Spiegel oder andere Vorrichtungen, damit man noch besser „peilen“ kann. Damit ist gemeint, dass man zum Beispiel auf eine Turmspitze oder einen Berggipfel „zielt“, um feststellen zu können, in welcher Richtung vom Betrachter sie sich befinden. Mit Hilfe einer Landkarte kann man so feststellen, wo man sich selbst befindet und wohin man weiter gehen oder fahren muss.
Magnetkompasse haben aber einen kleinen Nachteil: Der magnetische Pol der Erde weicht etwas vom geografischen Pol ab, und auch das Magnetfeld wirkt nicht überall gleich. Deshalb sind Magnetkompasse immer ein bisschen ungenau. Beim Wandern in der Natur sind sie zwar immer noch zuverlässiger als die meisten Navigationsgeräte.
Wie kann ein Kreisel die Himmelsrichtung anzeigen?
Auf Schiffen und in Flugzeugen braucht man aber viel genauere Kompasse. Deshalb benutzt man hier sogenannte Kreiselkompasse. Damit ein Kreisel eine Himmelsrichtung anzeigen kann, muss er auf eine ganz besondere Art eingebaut werden. Der Kreisel muss so aufgehängt sein, dass er sich völlig frei bewegen kann. Dies Aufhängung nennt man "kardanische Aufhängung".
In dem Bild rechts kann man das sehen: Der grüne Ring alleine kann im Roten Ring beliebig um seine Drehachse verdreht werden. Der rote Ring ist aber wieder Drehbar im Goldenen Ring aufgehängt. So kann man den grünen Ring (mit dem roten zusammen) noch zusätzlich um diese Achse verdrehen. Zuletzt kann man schließlich den grünen Ring (zusammen mit dem roten und dem goldenen) um die Achse des goldenen Ringes verdrehen. Durch diese komplizierte kardanische Aufhängung kann man den grünen Ring in jede denkbare Position verdrehen.
Wenn man einen Kreisel kardanisch aufhängt und ihn in Drehung versetzt, dann behält die Drehachse des Kreisels immer dieselbe Richtung. Egal wie man die Aufhängung hin oder her bewegt, und egal, ob man sie in irgendeine Richtung dreht. Immer behält der Kreisel seine Drehachse bei. Dies ist eine besondere Eigenschaft des Kreisels. Wenn man also den Kreisel so kreiseln lässt, dass seine Achse dieselbe Richtung wie die Erdachse hat, dann ändert sich diese Richtung in der kardanischen Aufhängung auch nicht mehr. So kann man jederzeit an der Kreiselachse erkennen, wo Norden und wo Süden ist.
Der Kreisel im Kreiselkompass wird aber nicht wie ein Spielzeugkreisel von Hand angedreht, er wird zum Beispiel mit Elektromagneten angetrieben. So wird er auch nicht langsamer.
Astronauten trainieren auch in einem Sitz, der kardanisch aufgehängt ist. So kann man den Astronauten in jede beliebige Richtung drehen.
Dieser Mann hält einen drehenden Kreisel fest, der kardanisch aufgehängt ist. Egal wie der Mann den Griff bewegt, die Drehachse des Kreisels behält immer die gleiche Richtung.
Beim Kreiselkompass eines Flugzeugs lässt sich nur sehr schwer erkennen, was sich wie drehen kann.
Auf Schiffen wird ein Magnetkompass auch kardanisch aufgehängt. Er soll so immer waagerecht sein, selbst wenn das Schiff stark schaukelt.
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