Принцип работы нитяного маятника заключается в том, что небольшое тело, подвешенное на невесомой нерастяжимой нити, может совершать колебания в вертикальной плоскости в поле силы тяжести. 3
Колебания происходят следующим образом: 1
- Сначала тело оттягивают вправо, и оно приподнимается на высоту h над своим нижним положением. 1 В этот момент тело имеет наибольшую потенциальную энергию под действием силы тяжести. 1
- Когда тело отпускают, оно начинает двигаться влево, увеличивая скорость. 1 Следовательно, кинетическая энергия возрастает. 1
- Одновременно тело опускается, и в среднем положении его потенциальная энергия становится наименьшей. 1 Однако в этот момент скорость является наибольшей. 1
- Следовательно, за счёт запаса кинетической энергии тело продолжает двигаться влево, поднимаясь всё выше. 1 Это приводит к возрастанию его потенциальной энергии. 1 Одновременно скорость уменьшается, что приводит к уменьшению кинетической энергии тела. 1
Таким образом, под влиянием силы тяжести и силы натяжения нити груз стремится вернуться в положение равновесия, но по инерции пролетает дальше и снова отклоняется уже в другую сторону. 2 После максимального отклонения груз совершает обратное движение, и всё повторяется. 2