Одной из самых распространенных моделей колебательной системы является математический маятник.
Математический маятник представляет собой тело, подвешенное на нити, размеры которого много меньше длины нити.
Считается, что нить не растяжима и не имеет массы. Вся масса такого маятника сосредоточена в подвешенным к нити тела.
При этом тело можно считать материальной точкой.
На маятник действуют равные по модулю и противоположно направленные сила тяжести и сила упругости.
В положении равновесия равнодействующая этих сил равна нулю.
Выведем маятник из положения равновесия, отклонив вправо.
В этом положении силы тяжести и упругости будут направлены под углом друг другу и их равнодействующая уже не будет равна нулю.
Под действием силы маятник начнет двигаться к положению равновесия. В следствие инертности груз пройдет положение равновесия и отклониться от него в другую сторону. Дойдя до крайнего левого положения, маятник под действием равнодействующей сил тяжести и упругости начнет двигаться к положению равновесия.
Пройдя его, он опять отклонится вправо.
Процесс будет повторяться.
Математический маятник совершает колебания под действием внутренних сил: силы тяжести и силы упругости.
Колебания, происходящее под действием внутренних сил, называются свободными.
Отклонения маятника от положения равновесия называется смещением, а модуль наибольшего смещения — амплитудой колебаний.
