Magnet. Impuls am freien Pendel

[Willy]

So viele Beiträge - da weiß ich gar nicht, wo ich anfangen soll ...

Auch mir ist klar, dass ein Antrieb um die Mittellage den Gang am wenigsten verändert. Die Frage ist aber, ob das für eine genaue Uhr notwendigerweise erfüllt sein muss. Nehmen wir mal an, dass der Antrieb so weit nach der Mittellage erfolgt, dass die Uhr 10 s/d nachgeht. Dann muss halt das Gewicht auf dem Pendelteller entsprechend erhöht werden, damit die Uhr wieder genau ist. Wird sie jetzt größere Gangschwankungen zeigen? Das ist die Frage, die ich mir stelle.

Die Frage ist ja auch, wie das "freie" Pendel definiert wird. Ein in Luft schwingendes Pendel ist auf jeden Fall langsamer als ein Pendel im Vakuum. Und ein Gehäuse um das Pendel macht es nochmal langsamer.

Zur Energie: ein Pendel ist das klassische Beispiel für Energieerhaltung. Bei der größten Auslenkung ist die potentielle Energie maximal und in der Mittellage die kinetische Energie. Eine "maximale Energie" gibt es also nicht.

Wenn ich mich richtig erinnere, dann gibt es auch einen Antrieb, der die potentielle Energie verändert, indem bei einem auf Schneiden gelagerten Pendel die Auflage minimal gekippt wird. Wenn ich das richtig sehe, dann muss die Energiezufuhr hier außerhalb der Mitte erfolgen. Ist diese Antriebsart prinzipiell schlecht?

LG, Willy

[praezis]

Hallo Willy,

Wenn ich mich richtig erinnere, dann gibt es auch einen Antrieb, der die potentielle Energie verändert, indem bei einem auf Schneiden gelagerten Pendel die Auflage minimal gekippt wird. Wenn ich das richtig sehe, dann muss die Energiezufuhr hier außerhalb der Mitte erfolgen. Ist diese Antriebsart prinzipiell schlecht?

Diese Methode ist mir nicht bekannt - ein Indiz, dass sich der Versuch nicht bewährte? Der Potentialunterschied hängt dann ja wohl vom Radius der Schneide ab, der sich auch verändert und schwer reproduzierbar ist.

Auch mir ist klar, dass ein Antrieb um die Mittellage den Gang am wenigsten verändert. Die Frage ist aber, ob das für eine genaue Uhr notwendigerweise erfüllt sein muss. Nehmen wir mal an, dass der Antrieb so weit nach der Mittellage erfolgt, dass die Uhr 10 s/d nachgeht. Dann muss halt das Gewicht auf dem Pendelteller entsprechend erhöht werden, damit die Uhr wieder genau ist. Wird sie jetzt größere Gangschwankungen zeigen? Das ist die Frage, die ich mir stelle.

Natürlich wird sie das, proportional zu den Schwankungen deines Antriebs und (vermute ich) zu den Schwankungen der Pendelamplitude.
Nochmal:
Antrieb wenig aus der Mitte gibt kleine Gangveränderung/Einfluss des Antriebs.
Antrieb weit ausserhalb der Mitte gibt große bis sehr große Gangveränderung/Einfluss des Antriebs.

Ich verstehe nicht ganz, worauf Du hinaus willst.
Zeigen, dass die Altvordern falsch gerechnet haben und die Erfahrungen der Praktiker Irrtümer waren? Es lieber auf die schwierige Art durchziehen?
Warum startest Du nicht einfach eine Messreihe zu dem Thema, messtechnisch bist Du doch gut gerüstet. Es geht eh nichts über selbst gemachte Erfahrungen.

Die Frage ist ja auch, wie das "freie" Pendel definiert wird. Ein in Luft schwingendes Pendel ist auf jeden Fall langsamer als ein Pendel im Vakuum. Und ein Gehäuse um das Pendel macht es nochmal langsamer.

War das eine rhetorische Frage ?
Unter freiem Pendel würde ich eins verstehen, das auf seiner natürlichen Eigenfrequenz schwingt, nicht auf einer vom Antrieb bestimmten Frequenz, der dann mit Klimmzügen möglichst konstant gehalten werden muss.

Grüße,
Frank

[Schorsch]

Grüßt Euch,
das ist ein Thema, das mich auch interessiert. Schon richtig, in der Mittellage passiert garnichts, aber wenn man die Spule etwas größer als die Platte am Pendel macht, muß sich doch ein sehr feinfühliger Korrekturwert erreichen lassen !
Grüße von
Schorsch

[Fitulek]

Hallo, Danke an alle Diskutierenden...
Wenn ich für mich zusammenfasse:
- alle klassischen Lösungen (auch Grahahm, Schwerkraftlösungen, Riefler usw.) geben symmetrisch während
des Nulldurchganges des Pendels einen Impuls.
- Dieser ist nur so groß, die Verluste whd. der Schwingung auszugleichen.
- Die Symmetrie wird eingestellt, indem das "Hinken" ausgeschossen wird.
- Das Anheben der Schneiden im Umkehrpunkt ist aus Uni Darmstadt bekannt: hier wurde es verwendet,
um ein Foucault-Pendel zu betreiben. Die Mechanik ist aber furchtbar aufwendig und kommt für mich
daher nicht in Frage... Kinder auf der Schaukel machen ja nichts anderes...
- ein "anziehender" magn. Impuls in der Schwingungsebene wärend des Zulaufens auf den Umkehrpunkt
auf einen Permanentmagnet am Pendelstab auf e i n e r Seite sollte funktionieren,...
- ...wenn er nur so klein ist, das System nicht aufzuschaukeln...
- ...und hinsichtlich seiner Dauer von der Geschwindigkeit des Pendels im Nulldurchgang geregelt wird...
- das hoffe ich zumindest.

Ich melde mich, wenn der Versuchsaufbau läuft und danke nochmlas für das rege Interesse an deisem Thema!

[Fitulek]

Hallo Winne,

dein Beitrag ist mir zu "bestimmend": Pendeluhren mit klassisschen "Antrieb" sind nun mal aus Symmetriegründen so konstruiert, dass im Nulldurchgang Energie zugeführt wird. Die Skizzen von Roland sind nicht korrekt: wieso soll im Nulldurchgang die Phasenlage n i c h t beeinflusst werden? Deine letzten 3 Zeilen sind nicht beweisbar!

Gruß Fitulek

[Roland]

warum sollte meine Skizze falsch sein?
von einem Physiker hätte ich hier eine etwas differenziertere Antwort erwartet.

Vor dem Impuls führt das Pendel eine Sinusschwingung aus:
f1(t)=sin(wt)
nach dem Impuls führt das Pendel eine Sinusschwingung mit der gleichen Frequenz, aber einer anderen Amplitude (k) und ggf. einer anderen Phasenlage (y) aus.
f2(t)=k*sin(wt+y).
Da das Pendel durch den Impuls nur die Geschwindigkeit ändert, aber nicht sprunghaft die Position ändern kann, muss zum Zeitpunkt des Impulses (ti) der Funktionswert der beiden Schwingungen gleich sein.
sin(wti)=k*sin(wti+y).
Nun kannst du überlegen, für welche Werte von ti sich welches y ergibt, bzw. für welches ti y=0 wird.

(w soll ein kleines Omega, y ein kleines Phi sein)

[praezis]

Hallo Fitulek,

Hallo, Danke an alle Diskutierenden...

Da schliesse ich mich an!

- ein "anziehender" magn. Impuls in der Schwingungsebene wärend des Zulaufens auf den Umkehrpunkt
auf einen Permanentmagnet am Pendelstab auf e i n e r Seite sollte funktionieren,...
- ...und hinsichtlich seiner Dauer von der Geschwindigkeit des Pendels im Nulldurchgang geregelt wird

das etwa meinte ich mit

... auf einer vom Antrieb bestimmten Frequenz, der dann mit Klimmzügen möglichst konstant gehalten werden muss.

Foucault-Pendel und Kinder auf der Schaukel sind völlig frei, denn Isochronismus ist für sie kein Thema. Für Uhren schon.
Gibt es denn zwingende Gründe, Deinen Impuls ausserhalb der Mitte anzuwenden?

Pendeluhren mit klassisschen "Antrieb" sind nun mal aus Symmetriegründen so konstruiert, dass im Nulldurchgang Energie zugeführt wird.

Ich denke, da irrst Du sehr.
Das war kein Zufallsergebnis aus Symmetriegründen, sondern bewusste Konstruktion.
Die Zusammenhänge waren sicher schon früh empirisch gefunden, spätestens seit dem 19. Jh. auch theoretisch nachgewiesen.
Wer das Wissen hatte, hat auch so konstruiert, die anderen wurden von der Geschichte vergessen.

Gruß,
Frank

[Willy]

Ich hatte auf das Thema geantwortet, da ich auch gerade ein Pendel magnetisch antreibe: http://www.uhrenwerkstattforum.de/t8014 ... uhr-1.html
Allerdings taucht nur ein Stahlstift in die Spule ein. Ein Permanentmagnet ist nicht erforderlich. Das der Antrieb nur alle 2 s erfolgt ist unkritisch.

Über die Gründe für den Antrieb um die Mittellage kann man sicherlich viel philosophieren. Tatsächlich ist es wohl die einfachste und sicherste Konstruktion. Würde einem Pendel mit 1° Amplitude genau bei 1° Auslenkung die erforderliche potentielle Energie zugeführt, was würde dann passieren, wenn das Pendel - aus welchen Gründen auch immer - kurzzeitig nur mit 0,99° Amplitude schwingt? Es erhielte keine Energie und bliebe stehen.

Ich habe noch etwas gesucht und die Hemmung mit potentieller Energiezufuhr gefunden: http://www.philippe-wurtz.com/de/patent.html (Wurtz-Hemmung).

Ich verstehe nicht ganz, worauf Du hinaus willst.
Zeigen, dass die Altvordern falsch gerechnet haben und die Erfahrungen der Praktiker Irrtümer waren? Es lieber auf die schwierige Art durchziehen?
Warum startest Du nicht einfach eine Messreihe zu dem Thema, messtechnisch bist Du doch gut gerüstet. Es geht eh nichts über selbst gemachte Erfahrungen.

Nicht ich, sondern Fitulek wollte außermittig antreiben. Bei der Diskussion hier fehlte mir dann ein theoretisch nachvollziehbarer Grund, warum ein außermittiger Antrieb prinzipiell schlecht sein soll. Messtechnisch kann ich zwar sehr genau sehen, was ein Pendel macht, doch konstruktiv ist die Energiezufuhr bei maximaler Auslenkung nicht ganz einfach. Da kommt wieder zum Tragen, was ich ganz am Anfang bereits geschrieben habe: Energie = Kraft x Weg und bei sehr kleinem Weg muss die Kraft sehr groß werden.

LG, Willy

[Fitulek]

Grüß Dich, Willy!
Habe Deine guten Hinweise gefunden: fein! Meine Magnetspule hat eine freie Öffnung von 1,2 cm, der Permanentmagnet (Neodym, 3mm/1,5 mm) am Carbonstab taucht nicht ein, er bewegt sich im inhomogenen Teil des Außenfeldes.
Ganz anders möchte ich seine Ansteuerung lösen: Die Dauer des Durchlaufes durch eine Lichtschranke = Dauer des Spulenstromes: Ist das Pendes "zu langsam", dauert der magn. "Zug" länger und umgekehrt. Ich hoffe nur, dass diese "Mückenschisse" als Regelgrößen ausreichen. Auf keinen Fall möchte ich ein Quartz-Werk als Steuergröße verwenden, das Pendel soll allein durch seine Eigen- Frequenz bestimmed sein.

An der Schwingungsproblematik (Skizzen Amplitude/Phase - Roland) beiße ich noch rum!

Grüße und...wir bleiben am Ball?

Ingo

[Fitulek]

Guten Abend, Roland!
Wir wollen mal friedlich diskutieren: ich kann Deiner Antwort an den "Physiker" nicht folgen. Ich beiße mal richtig rein und melde mich wieder, ok?

Ingo