Простой маятник

Простой маятник состоит из маленького шарика с небольшим диаметром, подвешенного на нити, у которой масса ничтожно мала, но достаточно прочной, чтобы не растягиваться. В нашей повседневной жизни маятники имеют множество применений, таких как в часах, на качелях и в грузилах на рыболовной леске. 

Период простого маятника зависит от двух факторов: его длины и ускорения свободного падения. Период полностью независим от других факторов, таких как масса или максимальное отклонение. Для небольших отклонений маятник идентичен простому гармоническому осциллятору, и период маятника практически не зависит от амплитуды, особенно если угол θ меньше примерно 15°. Применяя второй закон Ньютона для вращательных систем, получаем уравнение движения маятника.

В качестве примера рассмотрим два простых маятника, подвешенных на небольших проволочных креплениях к потолку комнаты. Каждый маятник свисает на 2 см над полом. У маятника 1 груз массой 10 кг. У маятника 2 груз массой 100 кг. Опишите, как будет отличаться движение маятников, если грузы оба отклонены на 12°.

Поскольку масса груза не оказывает влияния на движение простого маятника, движение маятников не будет отличаться. Движение маятника зависит только от периода (который связан с длиной маятника) и от ускорения свободного падения.

Этот текст адаптирован из Openstax, College Physics, Section 16.4: The Simple Pendulum и Openstax, University Physics Volume 1, Section 15.4: Pendulums.