Die Fallrinne nach Galileo Galilei
Die Fallrinne nach Galilei ist ein 8m langer Holzbalken. In ihm ist eine halbkreisförmige Kerbe eingelassen, die zur Verringerung der Reibung mit Papier ausgeschlagen ist. In Galileis 'Discorsi' heißt es hier zu:
"Auf einem Lineale, oder sagen wir auf einem Holzbrette von 12 Ellen Länge, bei einer halben Elle Breite und drei Zoll Dicke, war auf dieser letzten schmalen Seite eine Rinne von etwas mehr als einem Zoll Breite eingegraben. Dieselbe war sehr gerade gezogen, und um die Fläche recht glatt zu haben, war inwendig ein sehr glattes und reines Pergament aufgeklebt. In dieser Rinne liess man eine sehr harte, völlig runde und glattpolierte Messingkugel laufen. Nach Aufstellung des Brettes wurde dasselbe einerseits gehoben (...) dann liess man die Kugel durch den Kanal fallen und verzeichnete in sogleich zu beschreibender Weise die Fallzeiten für die ganze Strecke. (...) bei wohl hunderfacher Wiederholung fanden wir stets, dass die Strecken sich verhielten wie die Quadrate der Zeiten: und dieses zwar für jedewede Neigung der Ebene. (...) Zur Ausmessung der Zeit stellten wir einen Eimer voll Wasser auf, in dessen Boden ein enger Kanal angebracht war, durch den ein feiner Wasserstrahl sich ergoss, der mit einem kleinen Becher aufgegangen wurde, während einer jeden beobachteten Fallzeit: das dieser Art aufgesammelte Wasser wurde auf einer sehr genauen Waage gewogen; aus den Differenzen der Wägungen erhielten wir die Verhältnisse der Gewichte und die Verhältnisse der Zeiten, und zwar mit solcher Genauigkeit, dass die zahlreichen Beobachtungen di un notablie momento (unmerklich) von einander abwichen."
Um für den Nachvollzug die äquitemporären Distanzen markieren zu können, werden Gitarrensaiten über die Rinne gespannt oder auch Glöckchen über die Rinne gehängt. Die Kugel schlägt beim Fallen durch die Rinne die Saiten oder Glöckchen leicht an. Sind diese zeitlich gleichmäßig verteilt, ergibt sich eine konstante Frequenz. Die jeweils durchlaufenden Strecken verhalten sich dann wie die Quadrate der Zeiten.
Weiterführende Literatur
Galilei, Galileo (1638): Discorsi e Dimostrazioni Matematiche intorno a due nuove scienze, deutsche Übersetzung: Arthur von Oettingen, Leipzig, 1890/1. (Tag 1 und 2, Tag 3 und 4, Tag 5 und 6)
Sexl, Roman (1980): Das mechanische Universum, in der Reihe: Einführung in die Physik, Diesterweg: Frankfurt am Main.
Drake, S. (1970): Renaissance Music and Experimental Science, in: Journal of the History of Ideas, 31, 483-500.
Settle, T.B. (1961): An Experiment in the History of Science, in: Science, 133(1), 19-23.
Rieß, Falk; Heering, Peter; Nawrath, Dennis (2005): Reconstructing Galileo's Inclined Plane Experiments for Teaching Purposes, in: Online-Proceedings of the 8th International History and Philosophy of Science and Science Teaching (IHPST) Conference in Leeds, UK. (Volltext)
Naylor, Ron H. (1989): Galileo's experimental discourse, in: Gooding, David; Pinch, Trevor; Schaffer, Simon (Eds.): The uses of experiment - Studies in the natural sciences, New York, Melbourne: Cambridge University Press.