Gekoppelte Pendel

Bei dieser Simulation geht es um zwei Pendel, die durch eine Feder geringer Federhärte gekoppelt sind (schwache Kopplung). Charakteristisch für solche Systeme ist das Hin- und Herpendeln der Schwingungsenergie zwischen den beiden Teilsystemen.

Der "Reset"-Button bringt das System in die Anfangsposition. Mit dem anderen Schaltknopf lässt sich die Simulation starten, unterbrechen und wieder fortsetzen. Wählt man die Option "Zeitlupe", so wird die Bewegung um den Faktor 5 verlangsamt. In den beiden Textfeldern lassen sich die Anfangspositionen der beiden Pendel einstellen. Dabei bedeutet eine negative Winkelgröße eine Auslenkung nach links; ein positiver Wert steht für eine Auslenkung nach rechts.

Die Eigenschwingungen des Systems erhält man auf folgende Weise:

Wählt man in den Textfeldern für die Anfangspositionen zwei gleiche Werte (z.B. jeweils 10°), so schwingen beide Pendel gleichphasig.
Entsprechend ergibt sich bei entgegengesetzt gleichen Werten (etwa 8° und −8°) eine gegenphasige Schwingung der beiden Pendel.

Trägt man in eines der beiden Textfelder für die Anfangsposition 0° ein, so wird die gesamte Schwingungsenergie abwechselnd auf eines der beiden Pendel übertragen: Das Pendel, das am Anfang in der Mittelposition war, schwingt mit immer größerer Amplitude, während die Amplitude des anderen Pendels immer mehr abnimmt. Nach einer gewissen Zeit schwingt für einen Moment nur noch das erstgenannte Pendel, das andere steht zu diesem Zeitpunkt in der Mittellage still. Anschließend wiederholt sich dieser Vorgang mit vertauschten Rollen usw.

Genauere Erläuterungen: www.walter-fendt.de/phys/sw/gekopendel.pdf

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