Was ist ein Newton-Pendel?

Ein Newton-Pendel besteht aus mehreren gleich schweren Kugeln, die dicht nebeneinander an Fäden oder Drähten aufgehängt sind und sich gerade so berühren. Lenken Sie die äußere Kugel auf einer Seite aus und lassen sie los, schlägt sie gegen die Reihe der ruhenden Kugeln. Diese bleiben scheinbar unbewegt, während sich am anderen Ende eine einzelne Kugel löst und wegschwingt.

Dieser Effekt wirkt beinahe wie ein kleiner Trick, folgt jedoch strengen physikalischen Gesetzen, die sich mit einem einzigen Aufbau eindrucksvoll demonstrieren lassen.

• ✓Eine ausgelenkte Kugel überträgt ihre Bewegung fast verlustfrei auf die gegenüberliegende Seite.
• ✓Die mittleren Kugeln bleiben dabei nahezu regungslos an ihrem Platz.
• ✓Das Prinzip funktioniert unabhängig davon, ob eine oder mehrere Kugeln gleichzeitig ausgelenkt werden.

Die Physik: Impuls- und Energieerhaltung

Der Zusammenstoß der Kugeln ist ein elastischer Stoß, bei dem sowohl der Impuls als auch die Bewegungsenergie erhalten bleiben. Trifft die ausgelenkte Kugel auf ihre Nachbarin, gibt sie ihren gesamten Impuls fast verlustfrei weiter. Diese Kugel steht selbst nahezu still, überträgt den Impuls jedoch sofort an die nächste Kugel in der Reihe.

So wandert der Impuls in Sekundenbruchteilen von Kugel zu Kugel durch die gesamte Reihe. Erst die letzte Kugel kann den Impuls nicht mehr weitergeben, da auf dieser Seite keine weitere Kugel folgt – sie fliegt deshalb sichtbar weg, während die übrigen Kugeln in Ruhe verharren.

Was passiert bei mehreren ausgelenkten Kugeln?

Das Prinzip funktioniert auch, wenn mehrere Kugeln gleichzeitig ausgelenkt werden. Lenken Sie beispielsweise vier Kugeln aus und lassen sie gemeinsam gegen die verbleibende Reihe schlagen, fliegen auf der gegenüberliegenden Seite ebenfalls vier Kugeln weg – während in der Mitte nur eine einzelne Kugel ruhig hängen bleibt.

• 1Die gewünschte Anzahl an Kugeln auf einer Seite auslenken und gemeinsam loslassen.
• 2Der Impuls wandert gebündelt durch die ruhenden Kugeln in der Mitte hindurch.
• 3Auf der anderen Seite lösen sich exakt so viele Kugeln, wie zuvor ausgelenkt wurden.

Mythos: Schwingt es besonders lange?

Ein verbreiteter Irrtum lautet, das Newton-Pendel schwinge besonders lange nach. Tatsächlich hängt die Schwingungsdauer eines Pendels ausschließlich von seiner Pendellänge ab – und diese ist beim klassischen Newton-Pendel eher kurz. Die auffällige Bewegung entsteht also nicht durch eine ungewöhnlich lange Schwingzeit, sondern durch die schnelle, sichtbare Impulsübertragung von einer Kugel zur nächsten.

Varianten im Überblick

Newton-Pendel gibt es in ganz unterschiedlichen Ausführungen – vom klassischen Holzsockel bis zum hochwertigen Design-Modell:

• ✓Große Ausführung mit Holzsockel, etwa 18 Zentimeter hoch.
• ✓Variante mit Spiegelsockel, etwa 14 Zentimeter hoch.
• ✓Kompaktes Newton's Cradle ohne Sockel, etwa 14 bis 15 Zentimeter.
• ✓Mini-Kugelstoßpendel für den Schreibtisch, etwa sieben Zentimeter.
• ✓Newtons Wiege mit rundem Gestell als Alternative zum klassischen Rahmen.
• ✓Hochwertiges Design-Modell "Ballance" für besondere Ansprüche.

Historischer Hintergrund

Trotz seines Namens hat Isaac Newton das Kugelstoßpendel nicht erfunden. Die zugrunde liegenden Stoßgesetze werden vermutlich dem französischen Geistlichen und Physiker Edme Mariotte im siebzehnten Jahrhundert zugeschrieben. Der heute geläufige Name geht darauf zurück, dass sich mit dem Aufbau die von Newton formulierten Erhaltungssätze besonders anschaulich zeigen lassen.

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Diese drei Varianten sind aktuell lieferbar:

Häufig gestellte Fragen