В приведенных примерах система совершала колебания около положения устойчивого равновесия. Почему же колебания возникают именно вблизи этого положения системы?
Дело в том, что при отклонении системы от положения устойчивого равновесия равнодействующая всех сил, приложенных к телу, стремится вернуть систему в положение равновесия. Эту равнодействующую так и называют — возвращающей силой.
На рис. 20.3 изображена равнодействующая силы тяжести и силы упругости, действующая на груз, подвешенный на нити.
 | Рис. 20.3. Силы, действующие на груз, подвешенный на нити, и их равнодействующая. |
Вернувшись в положение равновесия, система вследствие инерции «проскакивает» его, после чего снова возникает возвращающая сила, направленная теперь в противоположную сторону. Чтобы колебания продолжались длительное время, необходимо, чтобы силы трения или силы сопротивления были достаточно малыми.
Таким образом, чтобы в системе совершались свободные колебания, необходимо выполнение двух условий: