РУҚА
Тапсырмалар № 4, 5 · ОГЭ

Математический маятник

Модель тела на нити, совершающего колебания под действием силы тяжести
2 мин чтенияҚиындық: Обновлено 27 қыркүйек 2026

Математический маятник — это идеализированная модель: материальная точка, подвешенная на лёгкой нерастяжимой нити, которая может колебаться под действием силы тяжести. Такая модель помогает изучать колебательное движение и рассчитывать его характеристики.

Математический маятникНазвание связано с математическим описанием движения идеальной модели.
Математическим маятником называют материальную точку, подвешенную на невесомой нерастяжимой нити, длина которой значительно больше размеров самой точки. Нить закреплена в неподвижной точке, а сопротивлением воздуха и трением в подвесе пренебрегают. При отклонении от положения равновесия точка начинает совершать колебания в вертикальной плоскости под действием силы тяжести.
\(l\)
длина маятника
м
\(T\)
период колебаний
с
\(g\)
ускорение свободного падения
м/с²
\(\varphi\)
угол отклонения
рад

Основная формула

При небольших отклонениях, когда колебания можно считать малыми колебаниями, период математического маятника определяется длиной нити и ускорением свободного падения:

\[T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}\]

Из формулы видно: период увеличивается с ростом длины маятника и не зависит от массы материальной точки. Подробное рассмотрение периода дано на странице период математического маятника, а длина нити должна измеряться от точки подвеса до центра материальной точки: длина математического маятника.

№
Пример

Если \(l = 1\ \text{м}\), а \(g \approx 9{,}8\ \text{м/с}^2\), то \(T = 2\pi\sqrt{1/9{,}8} \approx 2\ \text{с}\). Значит, одно полное колебание занимает примерно две секунды.

!
Не путайте

Математический маятник — идеальная модель, а не любой реальный маятник. Реальный груз имеет размеры и подвешен на нити с массой; поэтому он лишь приближённо соответствует математическому маятнику. Кроме того, математический маятник не следует смешивать с пружинным маятником: в нём возвращающую силу создаёт деформация пружины, а здесь — составляющая силы тяжести.

Проверьте себя

От чего зависит период математического маятника при малых колебаниях?

Главное за минуту

Главное

  • Математический маятник — материальная точка на невесомой нерастяжимой нити.
  • При малых колебаниях \(T = 2\pi\sqrt{l/g}\); период не зависит от массы груза.
  • Это идеальная модель, применяемая для приближённого описания реальных маятников.