Durch Wirbelströme gedämpftes Pendel
Eine massive Metallplatte, die zwischen den Polen eines Magneten schwingt, kommt nach wenigen Schwüngen zum Stillstand, während eine geschlitzte Platte weiterschwingt. Diese Simulation zeigt die im Metall induzierten Stromschleifen, die den Unterschied verursachen, und lässt Sie zwischen beiden Plattentypen wechseln.
So benutzt du diese Simulation
- Wechseln Sie zwischen einer massiven und einer geschlitzten oder kammförmigen Platte
- Ändern Sie die magnetische Feldstärke
- Legen Sie die Anfangsamplitude der Schwingung fest
Worauf du achten solltest
- Die massive Platte verliert ihre Amplitude dramatisch schneller als die geschlitzte
- Die Wirbelströme sind am stärksten, wenn die Platte den Feldrand überquert, wo sich der Fluss am schnellsten ändert
- Die Dämpfung nimmt mit der Feldstärke stark zu, da der induzierte Strom mit ihr skaliert
Die Physik dahinter
Beim Ein- und Austreten der Platte aus dem Feld ändert sich der sie durchsetzende Fluss und induziert kreisende Wirbelströme. Nach der Lenzschen Regel wirken diese Ströme der Änderung entgegen, die sie hervorgerufen hat, erzeugen also Kräfte, die der Bewegung entgegenwirken, und wandeln die kinetische Energie des Pendels in Wärme um. Schlitze in der Platte unterbrechen die Stromschleifen, und die Dämpfung verschwindet weitgehend.