Versuch 102 Kopplung von Torsions- und Longitudinalschwingung (Wilberforce-Pendel)

Versuchsdurchführung

An einer langen Spiralfederfeder mit ca. 1,50 m Länge hängt eine Masse aus der radial 4 Gewindestifte mit aufgesetzten Muttern ragen. Bei der longitudinalen Schwingung in vertikaler Richtung erfolgt eine geringe amplitudenabhängige Verdrillung um die vertikale Achse. Dadurch wird eine Torsionsschwingung (spezielle Art einer Transversalschwingung) angeregt.

Stimmt man über die radial verstellbaren Mutter das Trägheitsmoment der Torsionsschwingung so ab , dass die Schwingungsdauer für die Torsionsschwingung \(T_1=2\pi\sqrt{\frac{\Theta}{D*}} \) gleich der longitudinalen Schwingung \( T_2= 2\pi\sqrt{\frac{m}{D}}\) wird, so liegt der Spezialfall eines gekoppelten Pendels vor. Die Energie pendelt mit einer Schwebungsfrequenz zwischen reiner Rotation und Translation.