Projekt 2022 - Newton-Pendel

Newton-Pendel

"Der Mensch ist ein Pendel

zwischen Lächeln und Tränen."

George Gordon Byron (1788 - 1824)

Das Newton-Pendel - auch Kugelstoß-Pendel oder Newtons Wiege genannt, ist ein absoluter Klassiker im Bereich des physikalischen Spielzeugs und in kleiner Ausführung als dekoratives Element auf vielen Schreibtischen vertreten. Nun ist das Newton-Pendel in stark vergrößerter Ausführung auch in der Mini-Phänomenta vertreten.

Vorstandsmitglied und Architekt Hans Müller hatte die Idee, fertigte Pläne und ließ diese vom bewährten Team Metallbau Hermann Müller aus Iserlohn ausführen.

Es handelt sich um eine Anordnung von acht identischen (elastischen) Metall-Kugeln, die an je zwei gleichen Seilen in einer Reihe aufgehängt sind. Jede Kugel bildet ein Pendel gleicher Masse und Pendellänge sowie vorgegebenem Bewegungspfad. Der Abstand der Aufhängepunkte im Rahmen ist gleich dem Durchmesser der Kugeln, so dass diese in Ruhe senkrecht hängen und sich gerade berühren.

Lenkt man beim Newtonschen Pendel eine der äußeren Kugeln aus und lässt sie gegen die anderen schlagen, so geschieht etwas Unerwartetes: Die Kugel kommt zum Stillstand. Dafür schlägt eine Kugel auf der gegenüberliegenden Seite des Newton Pendels aus. Wenn zwei oder mehrere Kugeln an die verbleibenden prallen, werden auf der anderen Seite immer ebenso viele Kugeln abgestoßen, wie sie auf der Gegenseite aufgeprallt sind.

Die Vorrichtung geht auf den französischen Physiker Edme Mariotte zurück, der sie erstmals in einem seiner Werke im Jahr 1673 veröffentlichte. Benannt wurde es  allerdings nach dem englischen Physiker, Astronomen und Mathematiker Isaac Newton (1643 - 1727).

Trifft eine der Kugeln auf eine andere Kugel, kommt es zu einem elastischen Stoß, bei dem der Impuls und die Bewegungsenergie erhalten bleiben. Unter Impuls versteht man das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit eines Körpers. Je größer die Masse und/oder die Geschwindigkeit, desto größer der Impuls. Umgangssprachlich könnte man den Impuls als Schwung bezeichnen. Das Newton-Pendel zeigt also den Energieerhaltungssatz und den Impulserhaltungssatz, wobei im Detail folgendes passiert:

1. Nach dem Aufprall überträgt die erste Kugel ihren Stoßimpuls auf die zweite und kommt selbst zur Ruhe.
2. Von der zweiten Kugel wandert der Impuls zur dritten, zur vierten und bis zur letzten Kugel.
3. Die letzte Kugel des Kugelstoßpendels kann den Impuls nicht mehr weitergeben und schlägt aus.
   

Die Energie bleibt (fast) erhalten, weil die Reibung vernachlässigt werden kann.

Eingeweiht und der Öffentlichkeit übergeben wurde das Newton-Pendel am 30. September 2022. Bürgermeister Christian Schweitzer mit Sohn Moritz sorgten dafür, dass auch hier keine ruhige Kugel geschoben wird und setzte das Newton-Pendel in Bewegung. Als Assistenten dienten   Dr. Andreas Weber vom Märkischen Arbeitgeberverband (MAV), Vereinsvorsitzender Michael Heilmann und Gesche Rademacher für den Sauerlandpark. Auch dieses Projekt ist eine Gemeinschaftsarbeit zwischen MAV und Förderverein in guter Kooperation mit der Parkleitung, wird viele Besucher erfreuen und in der einfachen Handhabung immer wieder faszinieren.

Und jedem großen und kleinen Besucher sind nun zwei fundamentale Prinzipien der klassischen Mechanik vertraut:

• Impulserhaltungssatz
• Energieerhaltungssatz

Damit hat die im Jahr der Landesgartenschau 2010 vom MAV initiierte Mini-Phänomenta innerhalb von drei Jahren auf Initiative des Fördervereins eine dritte attraktive Ergänzung erfahren. So einfach kann Physik sein!