Une masse suspendue à un pivot qui oscille d'avant en arrière sous l'effet de la gravité.Un pendule est une masse suspendue à un pivot qui peut osciller librement. Lorsqu'il est écarté de sa position d'équilibre, la gravité fournit une force de rappel qui le fait osciller d'avant en arrière. La période d'un pendule simple — le temps d'une oscillation complète — ne dépend que de sa longueur et de l'accélération gravitationnelle locale, et non de la masse de la boule ni de l'amplitude (pour les petites oscillations). Cette propriété remarquable fait des pendules des chronomètres précis et des instruments sensibles pour mesurer la gravité.
Galilée a observé l'isochronisme des pendules vers 1602, et Christiaan Huygens a construit la première horloge à pendule en 1656. La théorie a été affinée par Newton, puis par des mathématiciens comme Euler et Lagrange.
Le mouvement du pendule est régi par l'équilibre entre la force gravitationnelle (qui tire la boule vers le bas) et la tension du fil ou de la tige (qui la contraint à se déplacer le long d'un arc). Pour les petits angles, le mouvement est approximativement harmonique simple : la force de rappel est proportionnelle au déplacement, ce qui donne des oscillations sinusoïdales. La période est T = 2π√(L/g), où L est la longueur et g l'accélération gravitationnelle. Pour les grandes amplitudes, la période augmente légèrement, une correction qui peut être calculée avec des intégrales elliptiques.
Les pendules sont utilisés dans les horloges, les sismomètres et les gravimètres ; le pendule de Foucault démontre la rotation de la Terre. En physique moderne, les pendules de torsion mesurent les forces gravitationnelles faibles et testent le principe d'équivalence.
La période d'un pendule est indépendante de la masse de la boule, c'est pourquoi un pendule plus lourd oscille à la même cadence qu'un pendule plus léger de même longueur.
