Chaos-Pendel

Eine interessante Simulation von Chaos
Autor: Lukas Mosimann, Basel, Schweiz
Online seit: 11.12.2008, Anzahl Besuche: 50972
Herr Mosimann aus Basel stellt uns freundlicherweise seine Jahresarbeit an der Rudolf-Steiner-Schule und gleichzeitig seine Maturarbeit zur Verfügung. Er hat darin ein Magnetpendel gebaut, das Chaos simulieren kann. Es ist ähnlich wie das Projekt Magnetisches Pendel.
Bitte beachten Sie das PDF für genaue Informationen.
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Theorie:

Es gibt verschiedene Arten, Chaos zu zeigen. Die Grundidee ist jedoch stets, dass sich minimale Änderungen in den Anfangsbedingungen maximal auswirken. Das Magnetpendel wird zu diesem Zweck auf einen bestimmten Punkt ausgerichtet.
Wenn es losgelassen wird, kommt es zu einer Wechselwirkung der Magnete im Pendelkopf und den Magneten in der Grundplatte. Das Pendel verfällt, je nach Anordnung der Magnete in der Grundplatte, in eine chaotische Bahn.
Auch wenn das Pendel in einem zweiten Versuch möglichst gleich ausgerichtet wird, kann es zu komplett anderen Ergebnissen führen.

Praxis:

In der Grundplatte können beliebig viele Magnete angeordnet werden. Je mehr Magnete vorhanden sind, desto grösser die Wechselwirkungen mit dem Pendel. Das Pendel kann mit Hilfe des Laserpointers positioniert werden. Nach dem Loslassen wird das Pendel von der Schwerkraft zur Nulllage (Ruhepunkt) hingezogen und unterwegs von verschiedenen Magneten beeinflusst.
Je nach Anordnung kann das Pendel so bis zu 2 Stunden schwingen, bis es zum Stillstand kommt. Die Nähe des Pendelkopfes zur Grundplatte kann durch einen verstellbaren Verschluss in der Aufhängung zusätzlich variiert werden. Im Übrigen kann mit diesem Pendel nicht nur Chaos simuliert werden, es sieht manchmal auch einfach nur toll aus :-)

Praktische Umsetzung:

Eine quadratische Holzplatte wurde an allen vier Ecken durchbohrt und mit einem stabilen Holzrahmen umspannt.
In die vier Löcher wurden Alustreben gesteckt.
Danach wurden viele Vertiefungen in die Rückseite der Grundplatte gebohrt. In diese Vertiefungen wurden später die Magnete verschiedener Stärke eingesetzt.
Verwendet wurden Scheibenmagnete vom Typ S-15-08-N und S-20-02-N.
Zwei Ringmagnete wurden am Laser-Pointer festgemacht.
Danach wurde der Pointer an das Gestänge gehängt.
eine Grafik der fertigen Konstruktion
eine Grafik der fertigen Konstruktion
Das fertige Pendel in Betrieb. Der Laser zieht Spuren auf einem Millimeter-Papier.

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