Wahadłem fizycznym nazywamy ciało sztywne zawieszone tak, że może się wahać wokół pewnej osi przechodzącej przez to ciało. Na poniższym rysunku ( Rys. 1 ) ciało jest zawieszone w punkcie P, a punkt S, znajdujący się w odległości d od punkt P, jest środkiem masy ciała.

Moment siły \( \tau \) działający na ciało wynosi

co w połączeniu ze wzorem Ciało sztywne i moment bezwładności-( 5 ) daje

Dla małych wychyleń, dla których \( \sin\theta \approx\theta \), dostajemy równanie

Otrzymaliśmy równanie, które ma postać równania Siła harmoniczna i drgania swobodne-( 3 ) dla ruchu harmonicznego, przy czym \( \theta \) odpowiada x. Możemy więc teraz napisać wyrażenie na częstość i okres drgań

Jako przypadek szczególny rozpatrzmy masę punktową zawieszoną na nici o długości \( l \) (wahadło proste). Wówczas moment bezwładności \( I = ml^{2} \), oraz \( d = l \) i otrzymujemy znany wzór dla wahadła prostego