Период малых свободных колебаний стержня можно рассчитать по формуле

Закон движения стержня, то есть зависимость угла отклонения от времени , есть закон гармонических колебаний где круговая частота колебаний стержня. Зависимость угловой скорости движения стержня от времени имеет вид *Отклонение в можно считать малым.

Фазовая диаграмма движения стержня является эллипсом.

Из рисунка, на котором изображены силы, действующие на маятник следует: Величина силы трения . В состоянии равновесия сумма моментов силы, действующих на маятник равна нулю, поэтому

Изменение энергии маятника равно работе силы трения, поэтому Полагая углы малыми и, пользуясь приближенной формулой для косинуса, получим То есть угол отклонения уменьшается на величину . Аналогичное уменьшение будет и до второй остановки.

Итак первая остановка произойдет при , следующая остановка попадает в зону застоя, т.е. маятник остановится. Схематически фазовая диаграмма имеет вид, показанный на рисунке.

Максимальный угол отклонения определяется трением покоя. Силы, действующие на маятник на вращающемся против часовой стрелки валу, показаны на рисунке. Угол задает направление на точку касания муфты и вала. Запишем условия равновесия маятника. В проекции на горизонтальную ось Из этого уравнения следует, что В проекции на вертикаль: С учетом (10) последнее выражение преобразуется к виду Тогда сила трения описывается формулой (опять же, принимая во внимание формулу (10)) Наконец, запишем условие равенства моментов сил, действующих на маятник

Из которого находим

Для расчета положения равновесия можно воспользоваться формулой (15), в которой заменить коэффициент трения покоя на коэффициент трения скольжения