gekoppelte Pendel

Versuch Nr. 262

Dieses Experiment zeigt zwei mit einer Feder gekoppelte mathematische Pendel. Es bietet sich an, drei verschiedenen Schwingungsformen zu betrachten:

  1. Beide Pendelkörper werden gleich weit und in die gleiche Richtung ausgelenkt. Die Pendel schwingen durchgehend in Phase und mit der Eigenfrequenz der einzelnen Pendel. Sie beeinflussen sich nicht.
  2. Die Pendelkörper werden gleich weit, aber in unterschiedliche Richtungen ausgelenkt. Die Pendel schwingen durchgehend gegenphasig. Die Frequenz ist geringfügig höher als die Eigenfrequenz der einzelnen Pendel. Allerdings ist die Frequenzverschiebung so gering, dass sie hier nicht beobachtet werden kann.
  3. Nur eines der Pendel wird ausgelenkt, das andere verbleibt in Ruhe. Wir können beobachten, dass die Energie des ausgelenkten Pendels auf das ruhende Pendel übertragen wird. Dabei nimmt die Amplitude des ausgelenkten Pendels ab und die des anfangs ruhenden Pendels zu. Der Energieübertrag dauert so lange an, bis das ausgelenkte Pendel die Energie vollständig an das anfangs ruhende Pendel übertragen hat und das ausgelenkte Pendel steht. Der Vorgang kehrt sich anschließend um. Die Energie wird zurück auf das anfangs ausgelenkte Pendel übertragen, bis das System seinen Ausgangszustand erreicht und der Zyklus von vorne beginnt.