Der Geek-Atlas (German Edition)

in ihren Zustand von 1905 versetzt. Sie beherbergt eine kleine Ausstellung
     zu Einsteins wissenschaftlichen Errungenschaften.
    Praktische Informationen
    Die Website des Historischen Museums Bern finden Sie unter http://www.bhm.ch/ , und die des Einstein-Hauses unter http://www.einstein-bern.ch/ .

Kapitel 34. Taipei 101, Taipei, Taiwan
    25° 2′ 1″ N, 121° 33′ 52″ E

    Der goldene 660-Tonnen-Ball
    Das Taipei 101 ist das höchste bewohnte Gebäude der Welt. Aus seinen 101 Stockwerken kann man das Geschäftsviertel der Stadt
     überblicken. Taipei ist jedoch auch für seine Taifune und Erdbeben bekannt. Daher befindet sich in der Nähe der Spitze des
     Wolkenkratzers ein 660 Tonnen schweres, goldfarbenes Pendel, das dazu dient, Schwankungen und Vibrationen zu verhindern. Es
     ist das größte und schwerste Pendel dieser Art weltweit.
    Viele Wolkenkratzer besitzen aus dem gleichen Grund diese Geräte, die man als Schwingungstilger bezeichnet, doch das Taipei
     101-Pendel ist etwas besonderes, da es besichtigt werden kann ( Abbildung 34.1 ). Es hängt zwischen dem 87ten und 91ten Stockwerk. Im 88ten und 89ten Stockwerk sind entsprechende öffentliche Aussichtsbereiche
     vorhanden. Das Pendel ist sogar vom Restaurant und der Bar aus zu sehen. Zwei andere Schwingungsdämpfer an der Spitze des
     Gebäudes sind nicht öffentlich zugänglich und mit jeweils 6 Tonnen vergleichsweise klein.
    Abbildung 34.1 Haupt-Schwingungstiler des Taipei 101; zur Verfügung gestellt von Mingszu Liang
    ----
    Das Pendel
    Ein überraschender Aspekt bei Pendeln ist der, dass die Periodendauer (die Zeit, die zum Vor- und Zurückschwingen benötigt
     wird) nicht von der Größe des Pendelgewichts (das am Ende des Pendels hängt) abhängig ist. Der bedeutende niederländische
     Wissenschaftler (und Erfinder der Pendeluhr) Christiaan Huygens entdeckte, dass die Pendelfrequenz allein von der Länge abhängt:
     je länger das Pendel, desto länger die Periodendauer.
    Solange der Startwinkel Θ klein ist (unter 60°), schwingt das Pendel mit der gleichen Periode vor und zurück, unabhängig vom
     Gewicht und dem Startwinkel ( Abbildung 34.2 ). Dies wurde erstmals von Galileo Galilei entdeckt und von Huygens weiterentwickelt. Niemand dachte dabei an die Stabilisierung
     von Gebäuden, sondern an die Herstellung von Uhren. Auf Grundlage der Tatsache, dass die Bewegung eines Pendels ausschließlich
     von Gewicht und Winkel unabhängig ist, kann man dafür sorgen, dass das Pendel ständig schwingt. Es kann durch einen Mechanismus
     (etwa eine Feder) bewegt werden, ohne dass sich die Periodendauer in irgendeiner Weise ändert. So kann dann letztendlich die
     Zeit angezeigt werden.
    Abbildung 34.2 Ein einfaches Pendel der Länge L, gestartet am Winkel Θ
    Huygens entdeckte die Formel, die die Beziehung der Periode T eines Pendels zur Länge L und der Gravitation g beschreibt ( Gleichung 34.1 ).
    Gleichung 34.1. Huygens Gesetz
    Stellt man die Gleichung um, kann man die Länge eines Pendels bestimmen, die für eine bestimmte Frequenz benötigt wird ( Gleichung 34.2 ).
    Gleichung 34.2. Die Länge des Pendels bestimmen
    Da die Erdanziehung g bei 9.81 ms –2 liegt, muss ein Pendel mit einer Periode von einer Sekunde 25 Zentimetern lang sein, gerade richtig für eine Kaminuhr.
    Das Pendel im Taipei 101 muss der Gebäudefrequenz von sieben Sekunden entsprechen. Nach Huygens Gesetz muss es dazu etwa 12
     Meter lang sein. Dies tut es auch und erstreckt sich daher über vier Etagen.
    ----
    Die Kugel besteht aus 41 Stahlplatten mit einer Größe von 12,5 Quadratzentimetern, die zu einer Gesamtgröße von 5,5 Quadratmetern
     verschweißt wurden. Sie ist mit dem Gebäude über 8 Stahlseile verbunden, von denen jedes das gesamte Gewicht der Kugel halten
     kann. Im normalen Gebrauch kann sich die Kugel um bis zu 35 Zentimeter bewegen und dämpft die Gebäudevibration um 40%. Bei
     einem großen Taifun kann sich die Kugel um bis zu 1,5 Meter bewegen. Hydraulische Stoßfänger unter der Kugel absorbieren deren
     Energie und verhindern, dass sich die Kugel zu weit weg bewegt.
    Schwankt das Gebäude in eine Richtung, wirkt die Kugel dem entgegen, indem es in die andere Richtung schwingt. Die Bewegung
     der Kugel drückt (und zieht) an den hydraulischen Stoßfängern, die sich aufheizen und die Bewegungsenergie des Gebäudes absorbieren.
     Die Feineinstellung des Pendels erfolgt über die Länge der Seile. Die Schwingungsdauer des Pendels (die Zeitspanne, die es