Dieses faszinierende Pendel ist sowohl in Science Centern zu finden als auch als Physikspielzeug erhältlich. Es ist unter der Bezeichnung Wellenpendel oder Schlangenpendel zu finden und besteht aus mehreren identischen Pendeln, die in einer Reihe hängen, sich dabei jedoch nicht berühren. Vielmehr hat jedes Pendel eine andere Schnurlänge. Die Anzahl der Pendel kann variieren. Meist sind es mindestens zehn Stück, oft jedoch 15 oder auch mehr.
Zum Wellenpendel gehört eine 
Holzleiste, mit deren Hilfe man alle Pendel gleichzeitig anstoßen kann. Das Design des hier gezeigten Produktes beruht vermutlich auf einem Entwurf des amerikanischen Physikers Richard Berg von der University of Maryland, das er 1991 veröffentlichte. Im amerikanischen Sprachraum findet man das Produkt unter der Bezeichnung Pendulum Wave.
Wer hat die Pendulum Wave erfunden?
Wie der Website der Havard University zu entnehmen ist, hat Berg das Pendel jedoch nicht erfunden. Vielmehr hat er seine Version nach eigenen Angaben nach einem Vorbild aus der Moskauer Staatsuniversität gebaut. Laut Dr. Jiří Drábek von der Palacký-Universität in der Tschechischen Republik wiederum wurde der Apparat ursprünglich von dem österreichischen Physiker Ernst Mach entworfen, als er um 1867 Professor für Experimentalphysik an der Karls-Ferdinand-Universität (der heutigen Karls-Universität) in Prag war. Die Pendulum Wave wird in der Tschechischen Republik daher auch unter dem Namen Machuv vlnostroj – „Wellenmaschine von Mach“ – verwendet.
Wie wird das Wellenpendel gespielt?
Die Pendel werden mit der Holzleiste in Bewegung gesetzt. Hat man das Pendel erst einmal angestoßen, passiert etwas ganz Wundersames, wie man in nachfolgenden Video der Universität Innsbruck sehen kann. Stößt man die Pendel an, so schaut man recht schnell auf scheinbar chaotisches Hin und Her der einzelnen Pendel. Danach jedoch bildet sich eine Schlangenlinie aus, dann entsteht wieder ein Durcheinander und nach ziemlich genau einer Minute befinden sich alle Pendel wieder auf einer Linie, bevor erneut ein scheinbares Chaos entsteht.
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Wie kommt es zur Ausbildung des Wellenmusters?
Bei Pendeln hängt die Schwingungsdauer, also die Zeit, die sie benötigen, um einmal hin und her zu schwingen, von der Länge des Fadens ab. Je länger der Faden, desto länger dauert eine Schwingung. Die Pendel sind bei dem Produkt rechts zum Beispiel so eingestellt, dass das längste Pendel innerhalb von 60 Sekunden 51 Schwingungen vollführt, das nächste 52, das dritte 53 bis man schließlich beim letzten Pendel 65 Schwingungen in einer Minute beobachten kann.
Ein Wellenpendel selber bauen
Selbstverständlich kann man ein Wellenpendel oder Schlangenpendel auch selbst nachbauen, und zwar mit schweren Muttern. Ein solches Wellenpendel ist in dem Video unten zu sehen.
Hier ist ein Beispiel für die Pendellängen von zehn Pendeln gerechnet. Die Formel zur Berechnung der Längen ist T = 2π √l/g. Gemessen wird ab dem Mittelpunkt der Kugel oder Mutter. Aus einer bestimmten Länge der Schnur ergibt sich eine bestimmte Anzahl von Schwingungen, die ein einzelnes Pendel in 60 Sekunden ausführt.
| Schwingungen | Länge der Schnur in cm | Schwingungen | Länge der Schnur in cm |
| 51 | 34,4 | 57 | 27,5 |
| 52 | 33,1 | 58 | 26,6 |
| 53 | 31,8 | 59 | 25,7 |
| 54 | 30,7 | 60 | 24,8 |
| 55 | 29,6 | 61 | 24,0 |
| 56 | 28,5 |
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Quellen
Richard E. Berg, University of Maryland, Pendulum Waves: A Demonstration of Wave Motion Using Pendula, American Journal of Physics 59, 186-187 (1991) Download als PDF
Seite „Pendulum Waves “. In: Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations. URL: https://sciencedemonstrations.fas.harvard.edu/presentations/pendulum-waves (Abgerufen: 4. August 2023, 11:35 UTC)
