Для расчёта колебаний маятника используются следующие математические модели:

• Модель идеального маятника в состоянии покоя. 1 Описывается дифференциальным уравнением, а общая энергия, приходящаяся на единицу массы маятника, задаётся постоянной величиной. 1
• Математическая модель свободных колебаний математического маятника. 2 Это тело малых размеров, подвешенное на тонкой нерастяжимой нити, масса которой пренебрежимо мала по сравнению с массой тела. 2 В положении равновесия, когда маятник висит по отвесу, сила тяжести уравновешивается силой натяжения нити. 2 При отклонении маятника из положения равновесия на некоторый угол появляется касательная составляющая силы тяжести. 2

При выводе математической модели маятника используются принципы классической механики, в частности законы движения Ньютона. 1