Kugelspiel Ballance - Newton Pendel

Diese Art von Kugelspiel ist im Bereich physikalisches Spielzeug ein absoluter Klassiker und das aus gutem Grund, denn man kann bei diesem Pendel einen faszinierenden Effekt erleben. Lenkt man eine der Kugeln aus und lässt sie gegen die anderen prallen, so geschieht etwas Unerwartetes: Die Kugel kommt zum Stillstand. Dafür fliegt eine Kugel auf der gegenüberliegenden Seite davon. Wiederholt man diesen Vorgang mit zwei Kugeln, so fliegen zwei Kugeln weg, während drei stehen bleiben.

Dies funktioniert selbst dann, wenn man vier der fünf Kugeln auslenkt. Auch in diesem Fall, fliegen auf der gegenüberliegenden Seite des Kugelspiels genau vier Kugeln davon, während eine (relativ) ruhig hängen bleibt.

Das Besondere an diesem Kugelspiel ist also nicht, dass es besonders lange schwingt, wie viele Menschen fälschlicherweise glauben. Warum dies nicht zutrifft, ist leicht zu verstehen, bedenkt man das Folgende: Die Schwingungsdauer eines Pendels hängt von der Pendellänge ab - je länger der Faden, desto länger dauert die Bewegung. Beim Newtonpendel ist die Pendellänge nun aber eher kurz und ein langes Schwingen daher gar nicht möglich.

Solche Kugelspiele sind auch unter dem Namen Newton Pendel, Newton's Cradle oder Newtons Wiege bekannt. Erfunden hat es aber nicht der englische Naturforscher Isaac Newton, sondern vermutlich der französische Geistliche und Physiker Edme Mariotte, der im 17. Jahrhundert lebte.

Physikalisch betrachtet handelt es sich beim Zusammenprall der Kugeln um einen elastischen Stoß, bei dem der Impuls und die Bewegungsenergie erhalten bleibt. Unter Impuls versteht man das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit eines Körpers. Je größer die Masse und/oder die Geschwindigkeit, desto größer der Impuls. Umgangsprachlich könnte man dies als Wucht bezeichnen.

Die erste Kugel überträgt nun ihren Stoßimpuls auf die zweite und kommt zur Ruhe. Von der zweiten Kugel wandert der Impuls zur dritten, zur vierten und bis zur letzten Kugel. Diese kann den Impuls nicht mehr weitergeben und fliegt weg. Die Energie bleibt (fast) erhalten, weil die Reibung vernachlässigt werden kann, ebenso wie der Drehimpuls.

Liebe Kunden, wir möchten darauf hinweisen, dass dieses Pendel aufgrund seiner Größe nur eine kurze Schwingungsdauer hat. Spielt man das Pendel an, so bewegen sich immer alle Kugeln ein wenig und durch das fehlende Eigengewicht schwingen diese nach kurzer Zeit gemeinsam. Dies liegt allein an den Abmessungen und nicht an der Qualität oder der Verarbeitung. Der beschriebene Effekt ist aber dennoch gut zu beobachten.

Achtung beim Auspacken! Die Schnüre verheddern sehr schnell und es kann dann nahezu unmöglich sein, diese zu entwirren.