120 - Gekoppelte Pendel

Zwei gleichartige physikalische Pendel sind durch eine Schraubenfeder verbunden, so daß durch die Bewegung des einen Pendels auf das andere eine Kraft ausgeübt wird, die es zum Schwingen anregt. Wenn man zu Beginn beide Pendel gleich weit und in die gleiche Richtung auslenkt, wird die Feder nicht belastet und beide schwingen mit ihrer Eigenfrequenz. Bei entgegengesetzter Auslenkung ergibt sich durch abwechselndes Dehnen und Zusammenziehen der Feder für die Schwingung eine andere und zwar höhere Frequenz. Diese beiden Schwingungszustände nennt man Fundamentalschwingungen des gekoppelten Systems.
Wird nur eines der beiden Pendel ausgelenkt, so beobachtet man nach kurzer Zeit eine Abnahme der Amplitude, während gleichzeitig das zweite Pendel zu schwingen beginnt. Sind beide Pendel exakt gleich, so geht die Energie vollständig vom ersten auf das zweite über und in der Folge wiederholt sich dieser Vorgang periodisch (Schwebung), bis die Schwingung aufgrund vorhandener Dämpfung zum Stillstand kommt.

Die Aufgabe des Versuchs besteht darin, die Frequenzen der Fundamentalschwingungen und der Schwebung für unterschiedliche Kopplungsgrade zu messen und die daraus abzuleitenden physikalischen Zusammenhänge mit der Theorie zu vergleichen. Die gewonnenen Erkenntnisse können z.B. im Versuch 317 bei der Untersuchung induktiv gekoppelter elektrischer Schwingkreise angewendet und erweitert werden.

Versuchsaufbau: