Nicht-harmonische Schwingungen am Huygens-Raebiger Pendel

Abstract

In der Lehramtsausbildung haben im physikalischen Praktikum zunehmend computergestützte Versuche ihren Platz gefunden. Hierbei ist nicht nur die computergestützte Messwertaufnahme von Vorteil. Die Studierenden haben auch bei der Auswertung die Möglichkeit sich mit vergleichsweise geringem Aufwand mit mathematischen Modellierungen von physikalischen Sachverhalten zu beschäftigen.

Aus einer Reihe entwickelter Versuche für das physikalische Praktikum an der Pädagogischen Hochschule Freiburg beschäftigt sich ein Versuch mit den Unterschieden zwischen einer harmonischen Schwingung und einer nicht-harmonischen Schwingung. Es soll mit diesem Versuch gezeigt werden, dass für große Winkel ein physikalisches Pendel keine harmonische Schwingung vollzieht und dass dieser Effekt bei längeren Pendeln größer ist als bei kürzeren. In diesem Zusammenhang werden die Grenzen einer mathematischen Modellierung mit Hilfe eines CAS veranschaulicht.

Als physikalisches Pendel wird das Huygens-Raebiger Pendel verwendet – ein Pendel das sowohl gekoppelt als ein Pendel schwingen kann, als auch entkoppelt als sieben „kleine“, sich durch die Länge der Stange unterscheidende, Pendel.

Im Folgenden werden der Versuch und die Modellierung der Messergebnisse vorgestellt.