Просмотр кода страницы Маятник

{{Значения|Маятник (значения)}}
[[Файл:Mayatnik.gif|thumb|Колебания математического маятника с расстановкой сил (результирующий вектор в нижней точке равен нулю, но это не так, поскольку не учтена центробежная сила, натягивающая нить помимо mg. Таким образом, в нижней точке вектор силы должен быть направлен вверх, в центр вращения)]]
[[Файл:Foucault pendulum animated.gif|thumb|right|Модель [[Маятник Фуко|маятника Фуко]], расположенного в [[Южное полушарие|южном полушарии Земли]]. Изображённая на анимации траектория движения соответствует случаю, когда маятник приводится в движение коротким толчком из положения равновесия]]
[[Файл:Clock-pendulum.gif|150px|thumb|Схема маятниковых часов с периодом колебаний маятника 2 секунды]]
'''Ма́ятник''' — это какое-либо тяжелое тело, совершающее колебания около неподвижной точки. 

Во время колебаний маятника происходят постоянные превращения энергии из одного вида в другой. Кинетическая энергия маятника превращается в потенциальную энергию (гравитационную, упругую) и обратно. Кроме того, постепенно происходит диссипация кинетической энергии в тепловую за счёт сил трения.

Одним из простейших маятников является шарик, подвешенный на нити. Идеализацией этого случая является [[математический маятник]] — [[механика#механическая система|механическая система]], состоящая из [[материальная точка|материальной точки]], подвешенной на [[Вес|невесомой]] [[Растяжение-сжатие|нерастяжимой]] [[Нить|нити]] или на невесомом [[Стержень (в строительной механике)|стержне]] в поле [[Гравитация|тяжести]].

Если размерами массивного тела пренебречь нельзя, но всё ещё можно не учитывать упругих колебаний тела, то можно прийти к понятию физического маятника. [[Физический маятник]] — [[твёрдое тело]], совершающее [[колебания]] в [[Поле (физика)|поле]] каких-либо [[Сила (физическая величина)|сил]] относительно точки, не являющейся [[Центр масс|центром масс]] этого тела, или неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр масс этого тела.

Система из нескольких шариков, подвешенных на нитях в одной плоскости, колеблющихся в этой плоскости и соударяющихся друг с другом, называется [[Колыбель Ньютона|маятником Ньютона]]. Здесь уже приходится учитывать упругие процессы.

[[Маятник Фуко]] — это груз, подвешенный на нити, способный изменять плоскость своих колебаний.

Ещё одним простейшим маятником является пружинный маятник. [[Пружинный маятник]] — это груз, подвешенный на пружине и способный колебаться вдоль вертикальной оси.

[[Крутильный маятник]] — механическая система, представляющая собой тело, подвешенное в поле тяжести на тонкой нити и обладающее лишь одной степенью свободы: вращением вокруг оси, задаваемой неподвижной нитью.

[[Маятник Капицы]] — пример динамически стабилизированного перевернутого маятника.

Маятники используются в различных приборах, например, в часах и сейсмографах.

Маятники облегчают изучение колебаний, так как наглядно демонстрируют их свойства.

== Период колебаний ==
Период колебаний простого [[Математический маятник|математического маятника]] зависит от его длины, местной силы гравитации и незначительно от угла отклонения от вертикали, называемого [[Амплитуда|амплитудой]]; период не зависит от массы подвешенного груза. Если амплитуда мала (меньше одной десятой [[радиан]]а), период колебаний {{math|''T''}} математического маятника (время совершения полного цикла колебания) составляет 
: <math>T \thickapprox 2\pi\sqrt \frac{L}{g},</math>

где {{math|''L''}} — длина маятника;
: {{math|''g''}} — [[ускорение свободного падения]]<ref>{{Книга|ссылка=http://archive.org/details/fundamentalsofp000davi|автор=David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker|заглавие=Fundamentals of physics|год=1997|издательство=New York : Wiley|страниц=398|isbn=978-0-471-14561-5, 978-0-471-14856-2, 978-0-471-14854-8, 978-0-471-14855-5, 978-0-471-15719-9, 978-0-471-17100-3}}</ref>.

Периодичность колебаний маятника позволяет создать равномерно идущие механические часы. Часы состоят из системы зубчатых колёс, приводимых в движение пружиной или гирей. Без маятника часы двигали бы стрелки очень неравномерно. Маятник пропускает при каждом своем колебании, при помощи приделанного к нему якоря, по одному из зубцов [[храповик|храпового колеса]], вследствие чего это колесо поворачивается с постоянной средней [[Угловая скорость|угловой скоростью]], а так как оно находится в зацеплении с одним из колес всего механизма, то и средняя угловая скорость вращения стрелок, соединенных с колесами этого механизма, является постоянной.

== См. также ==
{{Навигация}}
* [[Метроном]]
* [[Механические часы]]
* [[Гармонический осциллятор]]
* [[Математический маятник]]
* [[Физический маятник]]
* [[Двойной маятник]]
* [[Крутильный маятник]]
* [[Пружинный маятник]]
* [[Обратный маятник]]
* [[Секундный маятник]]
* [[Маятник Дубошинского]]
* [[Маятник Капицы]]
* [[Колыбель Ньютона]]
* [[Маятник Фуко]]
* [[Баллистический маятник]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{ВТ-ЭСБЕ|Маятник|[[Делоне, Николай Борисович (старший)|Делоне Н. Б.]]}}
* {{БСЭ3}}

{{rq|sources|cleanup}}
{{Библиоинформация}}
{{Часы}}

[[Категория:Маятники| ]]