3.3.17. Два одинаковых маятника имеют общую точку подвеса. Одному маятнику толчком сообщили некоторую скорость, затем через время $τ$ другому маятнику тоже толчком сообщили такую же скорость. Через какое время после начала движения первого маятника оба маятника встретятся, если период их колебаний равен $T$, а $τ < T /2$?
Решение
В общем виде уравнение движения для первого маятника можно записать так (имеется в виду проекция движения на ось x):
$$x(t) = A \cdot \sin (\omega t + \varphi)$$
Поскольку в момент $t=0$ отклонения от положения равновесия нет $x(0)=0$, то начальная фаза равна 0: $\varphi=0$. Тогда перепишем уравнение для первого маятника:
$$x_1(t) = A \cdot \sin (\omega t)$$
Для второго маятника, поскольку его характеристики идентичны первому, уравнение движения будет аналогичным с той лишь разницей, что по времени она будет сдвинута на величину $\tau$:
$$x_2(t) = A \cdot \sin (\omega (t - \tau))$$
где круговая частота $\omega = \frac{2\pi}{T}$. Маятники встретятся, когда их координаты станут равными: