Inom den grenen av fysiken som kallas mekanik, är en enkel pendel en mental konstruktion eller idealiserad teoretisk modell där en spetsstor massa är upphängd i en stång eller ett snöre, i sig själv med försumbar massa, som används i en friktionsfri och i övrigt perfekt miljö. Om strängen är lång och massan rör sig i en båge på bara några få grader under påverkan av gravitationen, blir den resulterande rörelsen både linjär och harmonisk. Spetsmassan fungerar som om en fjäder drar den upprepade gånger fram och tillbaka längs en linje genom en central punkt. En enkel pendels rörelselinje fungerar som en axel med punkten som dess ursprung. Detta system beskrivs matematiskt av ett antal ekvationer som är direkt relaterade till verkliga processer.
Perioden eller svängningstiden för en enkel pendel, som arbetar under de begränsningar som nämns ovan är T=2π(g/L)-1/2 — i denna ekvation representeras gravitationskraften av ”g” och ”L” representerar längden på sträng. Om rörelsebågen är mycket mer än ett par grader, räcker den enkla ekvationen som listas ovan – endast en approximation – inte längre, och måste då inkludera en eller flera tillagda termer från en oändlig virial ekvation. Den ekvationen skrivs T=2π(g/L)-1/2[1+(1/16)θ2+(11/3072)θ4+…]. Theta (θ) är bågvinkeln i radianer. I praktisk tillämpning gäller att ju större bågen är, desto mindre liknar en riktig pendel en enkel pendel.
Som för många mekaniska system är det av intresse att beakta både kinetiska och potentiella energier. En enkel pendel måste stanna och byta riktning i båda ändarna av sin svängning. Kinetisk energi når ett minimum – noll – vid dessa punkter, så i enlighet med bevarandet av energi når potentiell energi sitt maximum. Omvänt minimeras potentiell energi i mitten av svingen, medan kinetisk energi når sitt maximala. Hastigheten nollställs i båda ändarna, men når en topp i mittpunkten.
Matematisk övervägande validerar pendelns användning i klockor. Så sent som 1929 användes fortfarande Rieflers pendelur som USA:s tidsstandard. Även efter det ersattes den av en annan pendelklocka, Shortt-klockan. Även om den inte längre är standard eller bland världens mest exakta klockor, uppnådde Shortt-varianten den otroligt exakta upplösningen på en sekund per år. När tekniken utvecklades var det oundvikligt att den grundläggande designen idealiserad i en enkel pendel skulle ersättas av en elektronisk, och senare, en atomur.