Magnetisches Pendel

Bild 1: Klassifikation des Verhaltens eines magnetischen Pendels über drei Magneten. Jede Stelle entspricht einem Startpunkt für die Pendelbewegung. Die Farbe charakterisiert den Magnet, an dem das Pendel zum Stillstand kommt. Je heller die Farbe umso früher ist das der Fall. Die drei hellsten Stellen markieren daher die Positionen der Magnete.

Ein magnetisches Pendel (engl. magnetic pendulum) besteht aus einer an einem Faden aufgehängten Eisenkugel, die über einer Anzahl am Boden befestigen Magneten hängt. Die Länge des Fadens ist dabei so gewählt, dass die Kugel die Magneten knapp nicht berühren kann. Lenkt man das Pendel aus, so führt die Kugel unter Einfluss der Schwerkraft und der magnetischen Anziehung über den Magneten Schwingungsbewegungen aus. Ist die Auslenkung und damit die Energie groß genug, so dass sich das Pendel immer wieder von der Anziehungskraft der einzelnen Magnete lösen kann, ergibt sich eine irreguläre Bewegungskurve, die empfindlich von der Anfangsposition des Pendels abhängt. Es handelt sich um einen chaotischen Prozess.

Bild 2: Simulationsergebnisse eines Magnetischen Pendels unter dem Einfluss einer variablen, mit der Zeit abnehmenden, Reibungskonstante.

Berücksichtigt man Reibungkräfte (Bild 2), so kommt diese Bewegung schließlich bei einem der Magnete zum Stillstand. Kleinste Änderungen der Anfangsposition führen damit das Pendel zu unterschiedlichen Magneten. Dies wird besonders deutlich, wenn man eine Karte betrachtet, bei der jeder mögliche Ausgangspunkt mit einer Farbe markiert ist, die den Magneten charakterisiert, der das Pendel schließlich einfängt. Je geringer die Reibung ist, umso filigraner werden im bestimmten Bereichen die Gebiete einer bestimmten Farbe.

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