Фізичний маятник – це тіло, яке може коливатись навколо осі, що не проходить через його центр мас (рис. 5.4). На рис. 5.4: O – точка підвісу маятника, через яку перпендикулярно до площини рисунка проходить вісь коливання; – віддаль від осі до центра мас тіла. Повертаючою силою є тангенціальна складова сили тяжіння , яка при малих кутах відхилення є квазіпружною:
. (5.12)
Момент цієї сили відносно осі О
. (5.13)
За основним законом динаміки обертального руху
, (5.14)
де І – момент інерції фізичного маятника, – кутове прискорення. Підставляючи (5.13) у (5.14), одержимо
або
. (5.15)
Вираз (5.15) є диференціальним рівнянням гармонічних коливань фізичного маятника з власною циклічною частотою
або
де – зведена довжина фізичного маятника.
Період коливань фізичного маятника
.
Зведена довжина фізичного маятника – це довжина такого математичного маятника, який має такий самий період коливання, як і даний фізичний.