単純な振り子

非弾性で質量のないひもから吊り下げられた点質量の理想化されたモデルは、単純な振り子として知られています。

ピボットポイントに固定された紐から自由に吊り下げられたトップを考えてみましょう。それはひもに重力と張力を経験します。平衡位置では、これらの力は両方とも互いにバランスを取ります。

トップが小さな角変位で変位して解放されると、トップは前後に振動し始め、単純な調和運動を実行します。

変位した位置での重力は、半径方向と接線方向の力に分解されます。ラジアルコンポーネントは、ストリングの張力を打ち消します。平面に作用する復元トルクは、接線成分に弦の長さを掛けたものに等しく、上部を平衡位置に戻します。

単純な振り子では、復元力は円弧に沿った変位に正比例します。単純調和運動の方程式を修正することにより、単純な振り子の周期が得られます。