Pendels

Ein Pendel ist ein mechanisches System, bei dem eine Masse an einem dünnen Faden oder einer leichten Stange um einen festen Aufhängepunkt umhüllt schwingt. Die Bewegung wird durch die Gravitation angetrieben, sodass das Pendel in der Nähe seiner Gleichgewichtslage als harmonischer Oszillator beschrieben wird. Bei kleinen Ausschlägen gilt dies besonders.

Für ein einfaches Fadenpendel mit vernachlässigbarer Trägheit des Halters ist die Periode T durch T = 2π√(L/g) gegeben, wobei L die Länge des Fadens und g die Erdbeschleunigung ist. Bei ausgedehnten Pendeln, also Mitnahme der Trägheit, gilt T = 2π√(I/(m g d)), wobei I das Trägheitsmoment um den Aufhängepunkt, m die Masse und d der Abstand vom Aufhängepunkt zum Schwerpunkt ist.

Zu den Typen zählen Fadenpendel (mit einem Faden) und Stabpendel (mit einer festen Stange). Unterschiede liegen in der Verteilung der Masse, der Trägheitsmomente und der Form der Gleichung.

Historisch bedeutsam ist die Entwicklung der Pendeluhr durch Christiaan Huygens im 17. Jahrhundert, die eine präzise Zeitmessung ermöglichte. Pendel dienten und dienen in Uhren, Mess- und Demonstrationsgeräten sowie in wissenschaftlichen Instrumenten, darunter Seismometer und Laborversuche.

Zu beachten sind Dämpfung durch Luftreibung, Reibung am Aufhängepunkt und Abweichungen von der idealen Annahme, die die Periode beeinflussen. Dennoch bleibt das Pendel ein klassischer harmonischer Oszillator und zentrale Lehr- und Forschungsgröße der Physik.