Pendel

Schwerkraftpendel

Das durch die Schwerkraft in Schwingung zu versetzende Pendel ist am weitesten verbreitet. Es besteht etwa aus einem Band oder einem Stab, am freien Ende von einer Masse beschwert. Bringt man ein solches Pendel aus seiner vertikalen Ruhelage, schwingt es unter dem Einfluss der Schwerkraft zurück und wird, solange keine Dämpfung erfolgt, symmetrisch um die tiefstmögliche Position des Massenmittelpunktes – die Ruheposition – weiterschwingen. Die Regelmäßigkeit der Schwingungsperiode eines Pendels wird bei mechanischen Pendeluhren genutzt. Ihre Pendel müssen, sollen sie genau gehen, möglichst kleine und konstante Amplituden zurücklegen.

Auf der theoretischen Ebene unterscheidet man bei Schwerkraftpendeln die beiden folgenden Arten: Das mathematische Pendel ist ein idealisierendes Modell zur allgemeinen Beschreibung von Pendelschwingungen. Das physikalische Pendel unterscheidet sich vom mathematischen Pendel, indem bei ihm die Form und Größe des Pendelkörpers berücksichtigt wird, weshalb das Verhalten physikalischer Pendel eher dem von realen Pendeln entspricht.

Mit dem Foucaultschen Pendel konnte die Erdrotation nachgewiesen werden: Die Corioliskraft wirkt von außen auf das Pendel, indem sie seine Schwingungsebene verändert und es von Schwingung zu Schwingung in einem wiederkehrenden Muster ablenkt.

Federpendel

Federpendel verfügen im Unterschied zum Schwerkraftpendel über eigene, weitgehend proportionale Rückstellkräfte für ihre wiederholte Auslenkung. Ihre Schwingungsfrequenz ist von der Schwerkraft unabhängig.

Es gibt u.a. folgende Varianten:

Beim sich linear bewegenden Federpendel oder Federschwinger entsteht die Rückstellkraft durch Dehnung einer Schraubenfeder.

Das Torsionspendel (Drehpendel) schwingt in Form einer Drehbewegung mit senkrechter Achse an einem sich verdrehenden Draht oder Band; die rückstellende Kraft wird durch Torsion erzeugt.

Bei Drehschwingern mit Spiralfeder (z. B. Unruh) wird die rückstellende Kraft durch Biegung in der Spiralfeder aufgebracht