Schwingung eines Pendels

Für kleine Auslenkungen verhält sich ein einfaches Fadenpendel wie ein Federpendel. Testen Sie diese Behauptung, indem Sie die Anfangsauslenkung φ(0) ungefähr auf den Wert 0.25*π einstellen und die Simulation starten (durch Klick auf die Play-Taste). Lassen Sie sich auch die Winkelgeschwindigkeit anzeigen und vergrößern Sie die Darstellung im Oszilloskop.

Vergrößern Sie nun den Anfangswinkel φ(0)! Spätestens ab 0.6*π verändern sich die Kurvenformen merklich: Die Kurve der Winkelgeschwindigkeit bekommt einen dreieckigen Charakter, während die Maxima und Minima der Winkelkurve bauchiger werden. Je mehr sich φ(0) der Überkopfstellung (Winkel π) annähert, umso stärker wird die Verformung: Das Pendel schwingt nicht mehr gleichmäßig, sondern verharrt länger in der aufrechten Position.

Für Fortgeschrittene: Ist Ihnen schon aufgefallen, dass sich die Schwingung mit zunehmender Amplitude verlangsamt? Sie können die Schwingungsdauer T messen, indem Sie in das Oszilloskop klicken: Der erste Wert gibt den Zeitpunkt an der angeklickten Stelle (in Sekunden) an. Nehmen Sie so T für verschiedene Werte der Anfangsauslenkung auf und plotten Sie die erhaltene Funktion T(φ(0)). Was geschieht bei φ(0) → π ?