Pendelzeiten

Pendelzeiten bezeichnet die charakteristische Zeit, die ein Pendel benötigt, um eine vollständige Schwingung zu durchlaufen. Umgangssprachlich wird der Begriff oft als Bezeichnung für die Zeitdauer eines Pendelzyklus verwendet. In der Physik dient die Pendelzeit als Maß für die Periodendauer einer Schwingung und hängt von der Geometrie und den äußeren Randbedingungen ab.

Beim einfachen, planaren Pendel mit Länge L und Fallbeschleunigung g gilt für kleine Ausschläge die Periodendauer T ≈ 2π√(L/g). Das bedeutet, dass die Zeit für einen vollständigen Umlauf praktisch unabhängig von der Amplitude ist, solange der Ausschlag klein bleibt. Bei größeren Amplituden steigt die Periodendauer leicht an; die exakte Form der Periodenabhängigkeit enthält Elliptische Integrale und wird mit zunehmendem Amplitudenbereich komplexer.

Bei einem sogenannten physischen Pendel, also einem ausgedehnten Körper, lautet die Periodendauer T = 2π√(I/(m g d)), wobei I das Trägheitsmoment um das Drehzentrum, m die Masse und d der Abstand des Schwerpunktes zum Drehpunkt ist. Dämpfende Reibung oder Luftwiderstand beeinflussen die Amplitudenabnahme über die Zeit, meist aber nur wenig die Periodendauer im linearen Bereich.

Anwendungen finden Pendelzeiten vor allem in der Zeitmessung (Pendeluhr), in Sensoren, Experimenten und Lehrmaterialien, die die Abhängigkeit von Länge, Gravitation und Struktur des Pendels verdeutlichen. Historisch trugen Pendeluhren wesentlich zur Entwicklung der Metrologie bei.