单摆(见图1)是“真”实摆锤的简化版本,假设了以下简化:
线程无质量且无法扩展
线程上附加的质量是点质量
运动是二维的
没有摩擦或空气阻力
图 1：一个单摆,其线程长度为L,质量为m,角位移为?
根据这些假设，描述单摆运动的微分方程是这样的：
，其中牛顿第二运动定律应用于旋转系统（本模拟的理论部分未涵盖）。在此质量米抵消了,也就是说,运动与附加的质量无关。对于小位移（小角度近似），方程可以进一步简化
，即谐波振荡器的微分方程。利用边界条件(在t = 0时的最大位移和在t = 0时的零角速度),可以确定位移? (t)的解:
,而且根据频率,可以计算出振荡周期,该振荡周期可以通过测量振荡周期(和已知的线程长度L)来确定重力加速度g:
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