Ein ewig schwingendes Pendel

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

seit einiger Zeit versuche ich unter Höchstleistung ein ewig schwingendes Pendel mit Hilfe von handelsüblichen Magneten zu konstruieren, doch es scheint als stelle ich mich zu dumm an.

Ich habe bereits einiges versucht, bisher sieht es jedoch so aus als schwinge das Pendel bei einer Magnetkonstruktion noch langsamer als ohne Magnete

Zu erwähnen bliebe noch, dass ich bisher eine 2m lange Pendelstange (statt eines Drahtes/Fadens) und ein 400g schweres Gewicht benutze, wobei das Gewicht z.T. aus einem Stabmagnet besteht, der sich beim Schwingen an den Schwingungsseiten abstoßen soll. (Das war eine meiner ersten Idee; darauf folgende Ideen musste ich bereits verwerfen.)

Kann mir jemand helfen bezüglich der Konstruktion eines ewig schwingenden Pendels // kann mir jemand evtl. Lösungswege aufzeigen?

Gruß
aliquis

#2

Hallo,

seit einiger Zeit versuche ich unter Höchstleistung ein ewig
schwingendes Pendel mit Hilfe von handelsüblichen Magneten zu
konstruieren, doch es scheint als stelle ich mich zu dumm an.

Permanentmagnete, nehme ich an

Ich habe bereits einiges versucht, bisher sieht es jedoch so
aus als schwinge das Pendel bei einer Magnetkonstruktion noch
langsamer als ohne Magnete

Den Effekt kenne ich als Wirbelstrombremse: die Magnetischen Felder induzieren Ströme, die sich sozusagen aus der Bewegungsenergie „bedienen“

Ohne äussere Energiezufuhr geht gar nix, ansonsten würdest Du ja ein Perpeetuum Mobile erfinden, was nach der derzeit geltenden und ziemlich gut belegten Thermodynamik unmöglich ist.
Solltest Du es hinbekommen, ist dir der Nobelpreis sicher.

Kann mir jemand helfen bezüglich der Konstruktion eines ewig
schwingenden Pendels // kann mir jemand evtl. Lösungswege
aufzeigen?

nachdem es ohne äussere energiezufuhr nicht geht, kann dir da keiner helfen!
es gibt keine Lösung

ausser du polst die Magnete an der Seite regelmäßig um… aber dazu brauchst du einen Motor oder ein Federwerk… oder es sind Elektromagnete…

Gruß
Mike

#3

Hallo aliquis,

doch es scheint als stelle ich mich zu dumm an.

mitnichten!
Schon andere Geister haben so etwas (oder ähnliches) versucht und sind gescheitert. Der Grund liegt im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik verborgen, der es nämlich böswilligerweise verbietet einen Ewigbeweger (perpetuum mobile) zu bauen.

Ohne externe Energiezufuhr läuft leider nichts.

Gandalf

#4

Hallo,

meine Gedanken spielten schon mit der Idee einer externen Energiezufuhr, doch bereitete es mir Probleme das Pendel permanent-schwingend zu konstruieren.

Stabmagnete (also gepolt natürlich) befinden sich bereits an den Schwingungsseiten. Dies führt aber wegen des Magnetfeldes zu unkontrollierten Schwingungen des Pendels, die das klassische Hin -und Herschwingen unterdrücken.

Mein Problem also ganz präzise:

  1. Trotz Magnete (3 an der Zahl) am Gewicht und den Schwingungsseiten schwingt mein PEndel nicht permanent.
  2. Durch die Feldlinien kurvt das Pendel unkontrolliert, was ich zu unterbinden denke.

–> wie kann ein Pendel (kein Faden, sondern Stab) ewig schwingen???

Gruß
aliquis

#5

Hi…

meine Gedanken spielten schon mit der Idee einer externen
Energiezufuhr, doch bereitete es mir Probleme das Pendel
permanent-schwingend zu konstruieren.

Einfachste Möglichkeit: Eine Spule unterhalb der Ruhestellung des Pendels. Dazu eine Stromquelle und ein bisschen Elektronik, die folgendes tut: Immer wenn ein Spannungspuls von der Spule kommt, wird diese kurz mit der Stromversorgung verbunden.

Jedesmal, wenn der Magnet im Pendel über die Spule schwingt, induziert er eine Spannung. Genau genommen tut er das sogar zweimal, nämlich beim Hinein- und Hinausschwingen aus dem Bereich über der Spule. Den zweiten Puls wollen wir erkennen und daraufhin die Spule so unter Strom setzen, daß sie den Magneten abstößst. Dadurch wird dieser ein klein wenig beschleunigt, was die unvermeidlichen Verluste durch Luftwiderstand etc. ausgleicht. Ein solches Pendel schwingt, solange die Stromquelle funktioniert.

Ein nicht ewig, aber doch recht lang ohne Energiezufuhr schwingendes Pendel erhältst Du, indem Du eine möglichst große Masse an einem möglichst langen Faden aufhängst.

genumi

#6

Hi,

bei den Pendeluhren hat man es so gelöst, dass man dem Pendel bei jedem Zyklus immer nur einen kleinen Impuls gibt, dadurch ändert sich die Amplitude nur minimal. Da ein frei schwingendes Pendel durch die Erddrehung nicht in einer Ebene schwingt, sondern täglich einen Vollkreis beschreibt, bräuchtest du im Prinzip einen Anregungsmechanismus, der unabhänig von der Drehrichtung des Pendels ist, z.b. indem du dem Pendel bei der Abwärtsbewegung durch einen darunter befestigten Elektromagneten einen Impuls nach unten verpasst.

Allein mit Permanentmagneten geht es sicher nicht. Bei der Annäherung an deisen beschleunigt der Körper, beim entfernen vom Magnet wird er im Magnetfeld gebremst.

A.

#7

Hallo aliquis,

im Technikmuseum in Berlin befindet sich ein Foucault’sches Pendel. Auch hier werden Reibungsverluste durch eine externe Energiezufuhr ausgeglichen. Soweit ich es vermute läuft das folgendermaßen:

Direkt in der Mitte unter dem Pendel im Boden befindet sich ein Elektromagnet, der eingeschaltet wird sobald sich das Pendel auf die Mitte zu bewegt. Dadurch wird das Pendel beschleunigt. Sobald es sich wieder von der Mitte weg bewegt, wird der Magnet wieder abgeschaltet. Die weitere Bewegung wird also nicht gebremst. Allerdings weiß ich nicht, mit welcher Regelungstechnik Pendel und Magnet synchronisiert werden.

Viele Grüße
Stefan

#8

Antriebsarten beim Foucaultschen Pendel
Hallo aliquis,

Dein Projekt ist wahrscheinlich viel anspruchsvoller als Du denkst.

Überlegungen, wie man ein Pendel am besten zum „ewigen Schwingen“ kriegt, müssen die Konstrukteure Foucaultscher Pendel (Du weißt, was das ist?) anstellen.

Zwei Möglichkeiten wurden ersonnen und realisiert:

a) „Konventioneller Antrieb“: Der Pendelkörper ist eine Kugel aus Stahl. Am Boden wird genau unter dem Ruhepunkt des Pendels ein Elektromagnet installiert, über den die Kugel während jeder Periode zweimal hinwegsaust. Bei jeder Annäherung der Kugel an diesen Punkt wird der Magnet im „richtigen Moment“ für einen Sekundenbruchteil eingeschaltet, so daß die Kugel eine kleine Zugkraft Richtung Ruhepunkt erfährt. Wann genau mal wieder der „richtige Moment“ ist, d. h. wann die Kugel sich beispielsweise bis auf 2 cm dem Ruhepunkt genähert hat, kann man z. B. mit einem Lichtschranken-System detektieren.

Siehe: http://www.delphi.uni-wuppertal.de/~kind/foucmain.html

b) „Parametrischer Antrieb“: Wenn man den Aufhängepunkt (!) des Pendels fortdauernd periodisch ein klitzekleines bischen nach oben und nach unten bewegt (synchron mit der Pendelbewegung, wobei die Periode der Aufhängepunkt-Bewegung das Doppelte der Pendelperiode sein muß), bewirkt das, daß dem Pendel ständig etwas Energie zugeführt wird, die dann seine Schwinguung bis in alle Ewigkeiten aufrecht erhält. Diese Möglichkeit kann man so interpretieren, daß man die Pendel länge periodisch verändert. Die Tatsche, daß diese Pendellänge normalerweise keine Variable, sondern ein Parameter des Systems ist, ist der Grund für die Bezeichnung „parametrischer Antrieb“. Die Theorie dahinter ist nicht einfach.

Siehe: http://www.haw-hamburg.de/m/fachberg/physik/pendel/i…

schweres Gewicht benutze, wobei das Gewicht z.T. aus einem
Stabmagnet besteht, der sich beim Schwingen an den
Schwingungsseiten abstoßen soll.

Nein, das wird definitiv nicht funktionieren. Auf jeden Fall (d. h. gleich, ob Du die Möglichkeit a oder b bevorzugst) wirst Du eine zuverlässige und präzise arbeitende elektronische Steuerung benötigen. Mit „mal schnell was zusammenschrauben“ wirst Du hier keinen Erfolg haben.

Ich hoffe, ich konnte Dir helfen.

Mit freundlichem Gruß
Martin

#9

Hi,
zwei Dumme ein Gedanke… :wink: war nur 5 min zu langsam mit schreiben.

A.

#10

Hallo,

Ein nicht ewig, aber doch recht lang ohne Energiezufuhr
schwingendes Pendel erhältst Du, indem Du eine möglichst große
Masse an einem möglichst langen Faden

**in einer Vakuumkammer aufhängst.

Gruß Uwi**