РУҚА
Задания № 5, 7, 12 · ОГЭ

Амплитуда и угол отклонения маятника

Как максимальный угол определяет амплитуду движения маятника
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Амплитуда математического маятника определяется его максимальным отклонением от положения равновесия. Если отклонение задают углом, то амплитуда равна максимальному углу; если линейной координатой — этому углу соответствует определённое расстояние.

Амплитуда и угол отклонения маятника
Максимальный угол отклонения математического маятника от вертикального положения равновесия обозначают \(\theta_{\max}\) и называют угловой амплитудой. Для маятника длиной \(l\) линейная амплитуда зависит от выбранной координаты: вдоль дуги \(A_s=l\theta_{\max}\), а по горизонтали \(A_x=l\sin\theta_{\max}\). Угол \(\theta_{\max}\) в формуле для длины дуги должен быть выражен в радианах.

У малых колебаниях угол обычно невелик, поэтому используют приближение \(\sin\theta_{\max}\approx\theta_{\max}\). Тогда горизонтальная амплитуда и амплитуда по дуге практически совпадают: \(A_x\approx A_s\approx l\theta_{\max}\). Важно заранее понять, какую величину называют координатой в условии.

Связь величин

\[A_s=l\theta_{\max},\qquad A_x=l\sin\theta_{\max}\]1

Здесь \(l\) — длина математического маятника, \(\theta_{\max}\) — максимальный угол в радианах, \(A_s\) — максимальное смещение груза по дуге, а \(A_x\) — максимальное горизонтальное смещение. В крайнем положении маятник удалён от вертикали именно на угол \(\theta_{\max}\).

№
Пример

Маятник длиной \(l=1\) м отклоняют на угол \(30^\circ\). Его горизонтальная амплитуда равна \(A_x=1\cdot\sin30^\circ=0{,}5\) м. Амплитуда по дуге равна \(A_s=1\cdot\frac{\pi}{6}\approx0{,}52\) м.

!
Не путайте

Угловая амплитуда измеряется в градусах или радианах, а линейная — в метрах. Амплитуда — это не полный размах движения: расстояние между двумя крайними положениями равно \(2A\) для выбранной линейной координаты.

Проверьте себя

Маятник длиной \(2\) м отклонён на \(30^\circ\). Чему равна его горизонтальная амплитуда?

Главное за минуту

Главное

  • Угловая амплитуда — максимальный угол отклонения от вертикали.
  • Для длины дуги \(A_s=l\theta_{\max}\), для горизонтальной координаты \(A_x=l\sin\theta_{\max}\).
  • При малых углах можно считать \(\sin\theta_{\max}\approx\theta_{\max}\); амплитуда не равна полному размаху.