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Warum kommt ein Uhrenpendel zum Stillstand?

2024

Eine Standuhr benutzt ein Pendel.

Pendel sind Gewichte, die an einem festen Punkt entlang einer Kette oder Schnur aufgehängt sind. Wenn das Gewicht zur Seite gezogen und losgelassen wird, beginnt es nach genauen Regeln hin und her zu pendeln.

Pendel in Uhren

Weil die Pendelbewegung so präzise ist und das Pendeln lange anhält, wenn es nicht unterbrochen wird, sind Pendel ein klassischer Mechanismus zum Antreiben von Uhren ohne Stromverbrauch. Das Pendel stoppt jedoch irgendwann.

Klassische Erklärung

Die klassische Erklärung von Aristoteles, warum ein in Bewegung befindliches Pendel schließlich anhält, war einfach, weil alle Objekte schließlich anhalten, wenn keine Kraft ausgeübt wird, um es in Bewegung zu halten. Diese Erklärung, wie intuitiv sie auch sein mag, erweist sich als falsch.

Newtons Bewegungsgesetze

Die moderne Erklärung ist komplizierter. Gemäß der modernen Physik bleibt ein Objekt, sobald es in Bewegung ist, in Bewegung, bis eine äußere Kraft einwirkt, um diese Bewegung zu stoppen. Ein Pendel, völlig isoliert von allen anderen Kräften, würde für immer weiter schwingen.

Reibung

In Wirklichkeit schwingt das Pendel jedoch nicht isoliert vom Rest des Universums. Da das Pendel mit Luft kollidiert und das Gelenk des Pendels an der Oberfläche, die es trägt, kratzen muss, verlangsamt es sich allmählich, wenn diese Wechselwirkungen Energie aus dem Pendel ziehen. Diese Kräfte werden als "Reibung" bezeichnet und halten das Pendel an.

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