Einfacher Pendel

Ein einfacher Pendel besteht aus einer kleinen Kugel mit kleinem Durchmesser, die an einer Schnur aufgehängt ist, die nur eine geringe Masse hat, aber stark genug ist, um sich nicht zu dehnen. In unserem täglichen Leben haben Pendel viele Anwendungen, z. B. in Uhren, auf einer Schaukel und als Gewicht an einer Angelschnur.

Die Periode eines einfachen Pendels hängt von zwei Faktoren ab: seiner Länge und der Erdbeschleunigung. Die Periode ist völlig unabhängig von anderen Faktoren, wie Masse oder maximaler Auslenkung. Für kleine Auslenkungen ist ein Pendel identisch mit einem harmonischen Oszillator und die Periode eines Pendels ist nahezu unabhängig von der Amplitude, insbesondere wenn θ kleiner als ungefähr 15° ist. Durch Anwendung von Newtons zweitem Gesetz für rotierende Systeme erhält man die Bewegungsgleichung für ein Pendel.

Als Beispiel betrachten wir zwei einfache Pendel, die an dünnen Drähten an der Decke eines Raumes befestigt sind. Jedes Pendel schwebt 2 cm über dem Boden. Pendel 1 hat eine Kugel mit einer Masse von 10 kg. Pendel 2 hat eine Kugel mit einer Masse von 100 kg. Beschreiben Sie, wie sich die Bewegung der Pendel unterscheidet, wenn die Kugeln beide um 12° ausgelenkt werden.

Da die Masse der Kugel keinen Einfluss auf die Bewegung eines einfachen Pendels hat, werden sich die Bewegungen der Pendel überhaupt nicht unterscheiden. Die Bewegung eines Pendels wird nur von der Periode (die mit der Länge des Pendels zusammenhängt) und von der Erdbeschleunigung beeinflusst.

Dieser Text wurde angepasst von Openstax, College Physics, Abschnitt 16.4: Der einfache Pendel und Openstax, University Physics Volume 1, Abschnitt 15.4: Pendel.