Der Geek-Atlas (German Edition)

verläuft den Gegebenheiten des Landes entsprechend grob gesagt in Richtung Westen,
     bis er Falkirk in Mittelschottland erreicht. Der Forth and Clyde Canal beginnt außerhalb Glasgows am Firth of Clyde (der zum
     Atlantischen Ozean führt), verläuft in östliche Richtung und endet am Firth of Forth (der zur Nordsee führt). In Falkirk treffen
     sich diese beiden Kanäle und sind dort über ein erstaunliches und einmaliges Schiffshebewerk miteinander verbunden.
    Das Schiffshebewerk ist erforderlich, weil ein Höhenunterschied von 35 Metern zwischen dem Union Canal und dem Forth and Clyde
     Canal besteht. Die Verbindung erfolgte ursprünglich mittels 11 Schleusen auf einer Strecke von 1,5 Kilometern. Doch 1933 wurden
     die Schleusen demontiert. Edinburgh wurde so von seiner historischen Wasserverbindung nach Glasgow abgeschnitten.
    Diese Verbindung wurde im Jahr 2002 mit dem spektakulären Falkirk Wheel wieder hergestellt. Die Schleusen wurden durch ein
     rotierendes Schiffshebewerk ersetzt, das nur sehr wenig Energie verbraucht, um 300 Tonnen Schiffe und Wasser vom Forth and
     Clyde Canal auf den Union Canal zu heben und dabei gleichzeitig 300 Tonnen Schiffe und Wasser in der entgegengesetzten Richtung
     abzusenken.
    Die vom Union Canal kommenden Schiffe erreichen das Falkirk Wheel über ein Aquädukt – der Kanal endet dann plötzlich in einem
     offenen Tunnel, der zum Schiffshebewerk führt. Die Schiffe fahren in einen wasserdichten Behälter, der an einem Arm des Rades
     befestigt ist. Während sich das Rad dreht, bewegt sich der Behälter in die entgegengesetzte Richtung. Dabei wird er waagerecht
     gehalten. Wenn der Behälter den Wasserpegel des Forth and Clyde Canal erreicht hat, wird er geöffnet und die Schiffe können
     ihn verlassen.
    Genau das Gleiche geschieht auf der anderen Seite des Rades in entgegengesetzter Richtung. Hier werden Schiffe in einem anderen
     Behälter auf das Niveau des Union Canal gehoben. Die Rotation um 180° dauert etwa fünf Minuten. Überraschenderweise verläuft
     das Ganze nahezu geräuschlos. Da die beiden Behälter sich gegenseitig ausgleichen, ist nur wenig Energie (etwa 1,5 Kilowatt)
     nötig, um das Rad zu bewegen und die Reibung zu überwinden.
    Um das System im Gleichgewicht zu halten und möglichst wenig Energie zu verbrauchen, sind beide Behälter immer gleich schwer,
     ganz egal wie viele Schiffe auf beiden Seiten des Rades vorhanden sind (ein Behälter kann sogar leer sein, wenn nicht genug
     Verkehr herrscht). Das Gleichgewicht wird durch die einfache Anwendung des Arichmedischen Prinzips erzielt – das Gewicht des
     im Behälter verdrängten Wassers wird durch das Gewicht des Bootes bestimmt (solange dieses schwimmt). Da das durch die Schiffe
     verdrängte Wasser in die Kanäle zurückfließen kann, haben beide Behälter das gleiche Gewicht.
    Um beide Behälter waagerecht zu halten, wird ein einfacher Mechanismus aus fünf Zahnrädern ( Abbildung 72.1 ) genutzt. Ein zentrales Zahnrad ist an dem festen Gerüst des Aquädukts befestigt. Jeder Behälter befindet sich in einem Zahnrad,
     das den gleichen Durchmesser wie das zentrale Zahnrad aufweist. Ein zusätzliches kleines Zahnrad an jedem Arm dient als jeweiliges
     Verbindungsstück zwischen dem zentralen Zahnrad und dem Zahnrad, das den Behälter beherbergt. Während sich das Rad dreht,
     drehen sich auch diese kleinen Zahnräder am zentralen Zahnrad. Die kleinen Zahnräder bewegen wiederum die äußeren Zahnräder,
     so dass die Behälter waagerecht bleiben.
    Abbildung 72.1 Zahnradmechanismus; zur Verfügung gestellt von Jacqui Napier (Jax60)
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    Das Archimedische Prinzip
    Das Archimedische Prinzip wird häufig mit der Geschichte um die Krone des Königs Hiero II erläutert. Wie es in der Geschichte
     heißt, wollte der König wissen, ob seine Krone vollständig aus Gold ist. Archimedes wog die Krone und bereitete dann einen
     Block aus Gold und einen Block aus Silber vor, die das gleiche wogen wie die Krone.
    Die Krone wurde dann in eine Schüssel getaucht, die bis zum Rand mit Wasser gefüllt war, und das überlaufende Wasser wurde
     aufgefangen. Dieser Vorgang wurde mit dem Gold- und dem Silberbarren wiederholt. Archimedes wusste, dass die Menge des überlaufenden
     Wassers (also das Volumen des verdrängten Wassers) dem Volumen des Objekts im Wasser entsprach.
    Er konnte dann das Volumen der Krone mit den Volumen der Gold- und Silberbarren vergleichen. Er erkannte schnell, dass die
     Krone mehr Wasser