Das Newtonpendel (auch Newton-Wiege genannt) ist Physik pur zum Anfassen!

Es demonstriert nämlich auf beeindruckende Weise die Gesetze zur Impuls- und Energieerhaltung in einem mechanischen System.

Nein, nicht Newton hat das beliebte Kugelstoßpendel erfunden.

Der Name geht nur auf die von Newton getroffenen Gesetze der Physik zurück. Die Funktion des Pendels hat der französische Physiker Edme Mariotte, ein Zeitgenosse Newtons, bereits im 17. Jahrhundert beschrieben. Als Spielzeug fand das Pendel den Weg in die Haushalte in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts.

Das ist ein faszinierendes Gerät, das aus einer Reihe von Kugeln besteht, die an Fäden aufgehängt sind. Wenn man eine Kugel anhebt und loslässt, stößt sie gegen die nächste Kugel und überträgt ihren Schwung. Die Kugel am anderen Ende wird dann nach oben geschleudert, während die restlichen Kugeln still bleiben. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Energie durch Reibung verloren geht.

Es handelt es sich beim Zusammenprall der Kugeln um einen 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. 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.

Mit dem einem Newtonpendel kann man nicht nur Spaß haben, sondern auch Physik lernen!

Und du kannst so ein Kugelstoßpendel selbst bauen und damit experimentieren. Du brauchst nur einige gleich große Metallkugeln (zum Beispiel Murmeln oder Stahlkugeln), etwas Faden oder Schnur, eine Schere, ein Lineal und etwas Klebeband oder Klebstoff.

So ist die Anleitung:

  • Schneide fünf gleich lange Stücke Faden oder Schnur ab. Die Länge hängt davon ab, wie groß du dein Pendel haben möchtest. Eine gute Länge ist etwa 20 cm.
  • Befestige jeweils eine Kugel an einem Ende jedes Fadens oder jeder Schnur mit Klebeband oder Klebstoff. Achte darauf, dass die Kugeln gut festhalten und nicht verrutschen.
  • Befestige die anderen Enden der Fäden oder Schnüre an einer stabilen Unterlage (zum Beispiel einem Holzbrett oder einem Bücherregal). Achte darauf, dass die Fäden oder Schnüre parallel zueinander sind und dass die Kugeln auf gleicher Höhe hängen.

Dein Newtonpendel ist fertig! Du kannst nun eine oder mehrere Kugeln anheben und loslassen und beobachten, was passiert!