U toj grani fizike koja se naziva mehanika, jednostavno njihalo je mentalna konstrukcija ili idealizirani teorijski model u kojem je masa veličine točke obješena na šipku ili strunu, sama zanemarive mase, koja se koristi u okruženju bez trenja i inače savršenom okruženju. Ako je struna duga i masa putuje u luku od samo nekoliko stupnjeva pod utjecajem gravitacije, rezultirajuće gibanje je i linearno i harmonijsko. Točkasta masa djeluje kao da je opruga stalno vuče naprijed-natrag duž linije kroz središnju točku. Jednostavna linija gibanja njihala služi kao os kojoj je točka ishodište. Ovaj je sustav matematički opisan nizom jednadžbi koje su izravno povezane s procesima u stvarnom svijetu.
Period ili vrijeme zamaha jednostavnog njihala, koji radi pod gore navedenim ograničenjima je T=2π(g/L)-1/2 — u ovoj jednadžbi gravitacijska sila je predstavljena s “g”, a “L” predstavlja duljinu niz. Ako je luk gibanja mnogo veći od nekoliko stupnjeva, gore navedena jednostavna jednadžba — samo aproksimacija — više nije dovoljna i tada mora uključivati jedan ili više dodanih članova iz beskonačne viralne jednadžbe. Ta je jednadžba zapisana T=2π(g/L)-1/2[1+(1/16)θ2+(11/3072)θ4+…]. Theta (θ) je lučni kut u radijanima. U praktičnoj primjeni, što je veći luk, to manje pravo njihalo nalikuje jednostavnom njihalu.
Što se tiče mnogih mehaničkih sustava, zanimljivo je razmotriti i kinetičku i potencijalnu energiju. Jednostavno njihalo mora se zaustaviti i promijeniti smjer na oba kraja svog zamaha. Kinetička energija u tim točkama doseže minimum — nulu, pa u skladu s očuvanjem energije potencijalna energija doseže svoj maksimum. Suprotno tome, potencijalna energija se minimizira u središtu zamaha, dok kinetička energija postiže svoj maksimum. Brzina se smanjuje na nuli na oba kraja, ali doseže vrhunac u središnjoj točki.
Matematičko razmatranje potvrđuje upotrebu njihala u satovima. Još 1929. godine Rieflerov sat s njihalom još je uvijek bio u upotrebi kao vremenski standard Sjedinjenih Država. Čak i nakon toga, zamijenio ga je drugi sat s njihalom, Shortt sat. Iako više nisu standardni niti među najpreciznijim satovima na svijetu, Shortt je postigao nevjerojatno točnu razlučivost od jedne sekunde godišnje. Kako je tehnologija napredovala, bilo je neizbježno da osnovni dizajn idealiziran u jednostavnom njihalu bude zamijenjen elektroničkim, a kasnije i atomskim satom.