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Gekoppelte Pendel

5. Klasse ‐ Abitur

Als gekoppelte Pendel bezeichnet man zwei oder mehr z. B. durch eine Feder oder einen belasteten Faden miteinander verbundene Pendel, die sich gegenseitig beeinflussen, also nicht unabhängig voneinander schwingen können. Die einfachste Form gekoppelter Pendel ist das Doppelpendel (Abb.).

 

Koppelt man zwei Fadenpendel gleicher Länge und gleicher Masse (sympathische Pendel) und bringt eines der Pendel durch Anstoßen zum Schwingen, so gibt es seine Schwingungsenergie über die Kopplung allmählich an das andere Pendel ab, bis die gesamte Schwingungsenergie im andern Pendel steckt und das erste Pendel zur Ruhe kommt. Anschließend vertauschen sich die Rollen: das nun ruhende Pendel wird vom nun schwingenden Pendel angeregt und die Schwingungsenergie wandert wieder zurück.

Die Schwingungsenergie „pendelt“ also zwischen den beiden Pendeln hin und her, wobei beide Pendel immer abwechselnd den Zustand der Ruhe bzw. maximaler Schwingung erreichen. Dies geschieht so lange, bis die mechanische Energie durch Reibungsvorgänge aufgezehrt ist.

Die beschriebene Schwingung der sympathischen Pendel ist ein Spezialfall einer Schwebung. Sind die Pendel nicht genau aufeinander abgestimmt, kann es zu chaotischen Bewegungen kommen. Schwebungserscheinungen treten nicht auf, wenn man die beiden sympathischen Pendel gleichzeitig so erregt, dass beide entweder gleichsinnig oder gegensinnig mit gleich großer Amplitude schwingen. 


Schlagworte

  • #Pendel
  • #Chaostheorie