Newton Pendel | Original kaufen | Erklärung zur Newton Wiege (2024)

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Das Newton Pendel, auch Kugelstoßpendel oder Newton Wiege genannt, ist eines der schönsten und interessantesten Physikspielzeuge, die es gibt. Es besteht aus mindestens fünf identischen Metallkugeln, die in einer Reihe an je zwei Schnüren hängen.

Lenkt man eine der Kugeln aus und lässt sie gegen die anderen schlagen, so geschieht etwas Unerwartetes. Die Kugel kommt zum Stillstand – dafür fliegt eine Kugel auf der gegenüberliegenden Seite des Newton Pendels weg. Wiederholt man diesen Vorgang mit zwei Kugeln, so entfernen sich auch zwei Kugeln.

Dies funktioniert selbst dann, wenn man vier der fünf Kugeln auslenkt. Auch in diesem Fall schleudern auf der gegenüberliegenden Seite des Newton Pendel vier Kugeln weg, während die eine (relativ) ruhig hängen bleibt. Dazu erklingt das typische Klick-Klack-Geräusch, wie man im nachfolgenden Video schön sehen kann und in dem die Kugeln in allen nur erdenklichen Variationen gespielt werden.

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Was zeigt das Newtonsche Pendel?

Das Kugelstoßpendel zeigt wichtige Bewegungsgesetze der klassischen Mechanik und dies ganz spielerisch. Dies gilt ganz besonders für den Impulserhaltungssatz.

Die Erhaltung des Impulses ist neben der Erhaltung der Energie und der Masse eines der großen Prinzipien der Physik. Impuls ist als das Produkt der Masse eines Objektes mit seiner Geschwindigkeit definiert. Umgangssprachlich kann man den Impuls auch als Schwung oder Wucht bezeichnen. Das Gesetz der Impulserhaltung fordert dessen Erhaltung innerhalb eines abgeschlossenen Systems: Impuls wird weder erzeugt noch vernichtet, er kann nur durch das Auftreten von Kräften verändert werden.

Wer es ganz genau wissen will, findet dazu weiter unten eine detaillierte Erklärung von der Uni Karlsruhe als PDF und ein Video von der Uni Kassel. Wer das Kugelstoßpendel kaufen möchte, schaut hier nach:Newton Pendel | Original kaufen | Erklärung zur Newton Wiege (4)

Im Shop finden Sie verschiedene Modelle des Newton Pendels, darunter das Original Modell. Einfach hier klicken und alle Modell sehen.

Erklärung zur Newton Wiege: Impulsübertragung und Energieerhaltung zum Anfassen

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. 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 fliegt weg.

Die Energie bleibt (fast) erhalten, weil die Reibung vernachlässigt werden kann, ebenso wie der Drehimpuls (mehr Informationen zum Drehimpuls hier). Entsprechend lang bewegt sich das Pendel. Lenkt man zwei Kugeln aus, so fliegen auch zwei Kugeln weg. Ähnliche Versuche kann man mit Münzen machen, die man in einer Reihe auf einen Tisch legt.

Das Rätsel um die Newton Wiege

Dieser Trick funktioniert selbst dann, wenn man vier der fünf Kugeln auslenkt. Auch in diesem Fall, schleudern auf der gegenüberliegenden Seite vier Kugeln weg, während eine ruhig hängen bleibt.Newton Pendel | Original kaufen | Erklärung zur Newton Wiege (6)

Dabei stellt sich folgende Frage: Wenn man zwei Kugeln auslenkt, warum fliegt dann nicht einfach eine mit der doppelten Geschwindigkeit weg? Diese und andere spannende Fragen zum Newton Pendel werden auf dieser Seite der Universität Karlsruhe (englisch, download als pdf) detailliert diskutiert. Zudem finden Sie ganz unten auf der Seite ein Video von der Universität Kassel. Hier wurde die Newton Wiege in einer Vorlesung besprochen.

Das Newton Pendel ist auch unter dem Namen Newton’s Cradle oder Newtons Wiege bekannt. Erfunden hat es im 17. Jahrhundert wohl der französische Geistliche und Physiker Edme Mariotte. Mehr dazu weiter unten.

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In unserem Shop finden Sie folgende Modelle des Newton Pendels (Newton Wiege)

Kugelspiel Ballance von Philippi

  • Newton Pendel Original mit Holzsockel, hochwertig, große Version (Höhe: ca. 18 cm)
  • Newtonsches Pendel mit Spiegelsockel (Höhe: ca. 14 cm)
  • Newtonpendel ohne Sockel (Höhe: ca. 14 cm)
  • Mini-Kugelstoßpendel ohne Sockel (Höhe: ca. 7 cm)
  • Newtons Wiege mit rundem Gestell
  • Besonders hochwertiges Kugelspiel „Ballance“ der Design-Marke Philippi (Designer: Christian von Ahn, Hamburg)

Das Kugelstoßpendel physikalisch erklärt (Universität Kassel)

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Das Kugelspiel als Physikspielzeug

Die Geburtsstunde der modernen Newton Wiege bzw. Newton’s Cradle geht auf das Jahr 1967 zurück. Damals überzeugte der englische Schauspieler Simon Prebble das Londoner Kaufhaus Harrods, die von ihm in modernem Design entwickelte und von ihm benannte Newtons’s Cradle zu verkaufen, wie Sheila Liming in ihrem Buch „Office“ auf S. 50 schreibt. Zugleich erhob im selben Jahr der englische Regisseur Richard Loncraine Anspruch darauf, das neuartige Spielzeug erfunden zu haben. Wahr ist jedenfalls, dass Loncraine ein eigenes Design entwickelte und das Produkt mit seiner Design-Firma Loncraine Broxton neben zahlreichen anderen Design-Artikeln unter dem Namen „Ballrace“ sehr erfolgreich vermarktete. Eine Auswahl davon findet man auf dieser Seite, darunter auch ein Foto von Ballrace.

Die ersten Experimente, die mit einem Kugelspiel gemacht worden sind, stammen vermutlich von Edme Mariotte. Er war ein französischer Physiker und Geistlicher sowie Gründungsmitglied der französischen Akademie der Wissenschaften. Im Jahr 1671 stellte er seinen dortigen Kollegen erstmals seine Gedanken zu einem Werk über die Wirkung von Körpern vor. 1673 erschien schließlich das Buch „Traité de la percussion ou choc des corps“. Es war wohl die erste umfassende Abhandlung über die Gesetze des unelastischen und elastischen Stoßes und ihrer Anwendung auf verschiedene physikalische Probleme. Das Werk war lange ein Standardwerk zu diesem Thema und erschien noch zu Mariottes Lebzeiten in drei Auflagen. Später wird Mariotte und seine Stoßversuche zum Beispiel auch in Isaac Newtons Principia zitiert.

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Quellen:

Herrmann, F.; Schmalzle, P.: American Journal of Physics, v49 n8 p761-64 Aug 1981, https://doi.org/10.1119/1.12407
Gauld, Colin. (2006). Newton’s Cradle in Physics Education. Science & Education. 15. 597-617. https://doi.org/10.1007/s11191-005-4785-3.
Rod Cross, „Edme Mariotte and Newton’s Cradle“, The Physics Teacher 50, 206-207 (2012) https://doi.org/10.1119/1.3694067

1 Sheila Liming: Office. Bloomsbury Publishing USA, 2020, S. 50

Produkte von Loncraine Broxton kann man sich hier anschauen https://loncrainebroxton19691997.wordpress.com/

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Newton Pendel | Original kaufen | Erklärung zur Newton Wiege (2024)

FAQs

Wann erfand Newton das Newton Pendel? ›

Hier wurde die Newton Wiege in einer Vorlesung besprochen. Das Newton Pendel ist auch unter dem Namen Newton's Cradle oder Newtons Wiege bekannt. Erfunden hat es im 17. Jahrhundert wohl der französische Geistliche und Physiker Edme Mariotte.

Wie lange schwingt ein Newton Pendel? ›

Die 7 Kugeln sind präzise ausgerichtet, um bei gründlicher Reinigung 55-60 Sekunden kontinuierlich zu schwingen.

Wie heißt das Pendel mit den Kugeln? ›

Ein Kugelstoßpendel, auch Kugelpendel, Newtonpendel oder Newton-Wiege genannt, ist eine Anordnung von identischen elastischen Kugeln (meist aus Metall), die je an zwei gleichen Fäden (bifilar) in einer Reihe aufgehängt sind.

Ist ein Newton Pendel ein Perpetuum Mobile? ›

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Wie hat Isaac Newton die Gewichtskraft entdeckt? ›

Newton beobachtete nämlich einen Apfel, der vom Baum fiel. Er fragte sich, warum der Apfel ausgerechnet senkrecht und nicht seitlich zu Boden fällt. So entdeckte Isaac Newton die Schwerkraft und entwickelte das Gravitationsgesetz .

Wer hat das Gesetz der Schwerkraft erfunden? ›

Isaac Newton erfand mit der "Philosophiae Naturalis Principa Mathematica" die Theorie der Schwerkraft, auch Gravitationslehre genannt. Mit dem Gravitationsgesetz beweist er, dass sich Körper gegenseitig anziehen und mit ihrer Schwerkraft aufeinander einwirken.

Welches Pendel schwingt länger? ›

Je länger also der Faden des Fadenpendels ist, desto größer ist die Schwingungsdauer. Wie weit du das Pendel auslenkst, also die Schwingungsweite x, spielt keine Rolle. Du findest sie auch nicht in der Formel.

Warum bleibt ein Pendel irgendwann stehen? ›

Während das Pendel schwingt, wandeln sich kinetische Energie – also Bewegungsenergie – und potentielle Energie – auch Lageenergie genannt – ständig ineinander um. Die Summe aus beiden bleibt immer genau gleich. Das Pendel dürfte also eigentlich nie mehr aufhören zu schwingen.

Bei welchem Punkt bewegt sich das Pendel am schnellsten? ›

Am tiefsten Punkt seiner Bahn hat das Pendel aufgrund seiner Geschwindigkeit die größte kinetische Energie. Die potentielle Energie ist null, da das Pendel seine tiefste mögliche Position erreicht hat.

Was sagt das Pendel über dich? ›

Die "Sprache" des Pendel

In der Regel schwingt das Pendel senkrecht vor und zurück, wenn es "Ja" meint und waagerecht vor dem Pendler hin und her, bei "Nein". Ein Rechtskreis im Uhrzeigersinn kann ebenfalls "Ja" oder positive Energie bedeuten und entsprechend, der Linkskreis "Nein" oder negative Energie.

Welche Energie hat ein Pendel? ›

Beim Schwingen wird die potentielle Energie der Masse in kinetische Energie und wieder zurückverwandelt. In der Ruheposition liegt die gesamte Energie der Schwingung als kinetische Energie vor, am Scheitelpunkt als potentielle Energie.

Was bewirkt ein Pendel? ›

Welche Funktion hat das Pendeln? Beim Pendeln löst das Unterbewusstsein einer Person die Schwingungen aus und lässt so auf Verdrängtes, Vergessenes, Ängste, Hoffnungen oder Wünsche schließen. Der wissenschaftliche Begriff hierfür wird als Ideomotorik bezeichnet.

Warum kein Perpetuum mobile mit Magneten? ›

Energieausbeute – Fehlanzeige. Das berühmte Perpetuum mobile können somit auch Magneten nicht herbeizaubern. Es handelt sich dabei um eine fiktive Konstruktion, die einmal in Gang gesetzt, ewig in Bewegung bleibt und dabei Arbeit verrichtet, ohne dass ihr von außen Energie zugeführt werden muss.

Warum ist das Perpetuum Mobile nicht möglich? ›

Denn ein Perpetuum Mobile gibt es schlicht weg nicht! Nach dem Energieerhaltungssatz bleibt die Gesamtenergie in einem geschlossenen System immer gleich. Die Energie wird also nie weniger und auch nie mehr. Es kann also keine Maschine geben, die mehr Energie produziert als sie braucht.

Wann wurde das Newton Pendel erfunden? ›

Das Kugelspiel Newton Pendel ist auch unter dem Namen Newton's Cradle oder Newtons Wiege bekannt. Erfunden hat es im 17. Jahrhundert angeblich der französische Geistliche und Physiker Edme Mariotte.

Wann wurde das Newton Verfahren erfunden? ›

Newtonverfahren für reelle Funktionen einer Veränderlichen

Joseph Raphson beschrieb 1690 in der Arbeit „Analysis Aequationum universalis“ diesen Rechenprozess formal und illustrierte den Formalismus an der allgemeinen Gleichung dritten Grades, wobei er die nachfolgende Iterationsvorschrift fand.

Wann wurden die Newtonschen Gesetze erfunden? ›

Die Newtonsche Axiome wurden 1687 von Isaac Newton formuliert. Sie beschreiben die drei Grundsätze der Bewegung und sind auch als newtonsches Gesetz oder newtonsche Prinzipien bekannt. Die Axiome bilden die Grundlage der klassischen Mechanik.

Wann wurde die Einheit Newton erfunden? ›

Der Name „Newton“ wurde 1913 auf der 5. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) als Maßeinheit des MKS-Systems für die Kraft vorgeschlagen. Auf der 9. CGPM 1948 wurde das Newton dann auf Vorschlag der Internationalen Union für Physik offiziell in den Katalog der benannten Einheiten aufgenommen.

Wann wurde Newton erfunden? ›

Nach seinem eigenen Bezeugen in den Quaestiones hatte er in den Jahren 1665/1666 seine ersten weitreichenden Ideen, die ihn auf die Spur seiner drei großen Theorien führten: der Infinitesimalrechnung (in Newtons Terminologie Theorie der Fluxionen), der Theorie des Lichts und der Gravitationstheorie.

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Author: Ms. Lucile Johns

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