Τα εκκρεμή είναι σχετικά απλές συσκευές και έχουν μελετηθεί από τον 17ο αιώνα. Ο Ιταλός επιστήμονας Galileo Galilei ξεκίνησε πειράματα χρησιμοποιώντας εκκρεμές στις αρχές του 1600 και το πρώτο ρολόι εκκρεμούς εφευρέθηκε το 1656 από τον Ολλανδό επιστήμονα Christiaan Huygens. Από αυτές τις πρώτες μέρες, τα εκκρεμή συνέχισαν να διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην κατασκευή πιο περίπλοκων μηχανών, καθώς και στη συμβολή στη σύγχρονη κατανόηση της φυσικής.
Αρχές Κίνησης
Ένα εκκρεμές αποτελείται από ένα βάρος, που ονομάζεται bob, που κρέμεται από ένα σταθερό σημείο. Όταν το εκκρεμές ενεργοποιείται ή τραβιέται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, παρουσιάζει μια αρχή κίνησης που ονομάζεται αδράνεια, που είναι ο πρώτος νόμος κίνησης του Νεύτωνα. Δηλώνει ότι ένα σώμα σε κατάσταση ηρεμίας, παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας και ένα σώμα σε κίνηση παραμένει σε κίνηση, εκτός εάν ενεργείται από εξωτερική δύναμη. Τα εκκρεμή παρέχουν απόδειξη του πρώτου νόμου κίνησης του Νεύτωνα.
Διατήρηση του χρόνου
Λίγο αφότου ο Galileo άρχισε να μελετά επίσημα τις ιδιότητες των εκκρεμών, περιέγραψε τις παρατηρήσεις του σε μια επιστολή προς έναν φίλο. Η επιστολή του Γαλιλαίου περιέγραψε την ανακάλυψή του ότι ο χρόνος που απαιτείται για να εκκρεμεί ένα εκκρεμές παρέμεινε σταθερός. Αργότερα, το Santorio άρχισε να χρησιμοποιεί εκκρεμές για τη μέτρηση του σφυγμού ενός ασθενούς. Τον ίδιο αιώνα με την ανακάλυψη του Galileo, τα εκκρεμή άρχισαν να χρησιμοποιούνται ως υποκατάστατο αναξιόπιστων μηχανισμών που τροφοδοτούν ρολόγια.
Μέτρηση των επιπτώσεων της βαρύτητας
Ο Γαλιλαίος χρησιμοποίησε ένα εκκρεμές για να πραγματοποιήσει τις μετρήσεις του σχετικά με τις επιπτώσεις της βαρύτητας. Παρατήρησε ότι ο λόγος που το εκκρεμές κινείται πίσω προς τη θέση ηρεμίας είναι λόγω της δύναμης της βαρύτητας που τραβά το βαρίδι προς τα κάτω. Χρησιμοποιώντας τα μαθηματικά και το γεγονός ότι το εκκρεμές ταλαντεύεται με σταθερό ρυθμό, το Galileo μπόρεσε να προσδιορίσει τα κατά προσέγγιση αποτελέσματα της έλξης της βαρύτητας. Αυτά τα πρώτα πειράματα και η χρήση εκκρεμών επιτρέπουν στους επιστήμονες να υπολογίσουν το σχήμα της Γης.
Απόδειξη ότι η Γη περιστρέφεται
Οι επιστήμονες ισχυρίστηκαν ότι η γη είναι μια στρογγυλή περιστρεφόμενη σφαίρα για χιλιάδες χρόνια. Ωστόσο, μόλις το 1851—200 χρόνια αφότου ξεκίνησε ο Γαλιλαίος τα πειράματά του - ένας άλλος επιστήμονας μπόρεσε να αποδείξει ότι η Γη περιστρέφεται. Ο Foucault, ένας Γάλλος φυσικός, χρησιμοποίησε ένα εκκρεμές για να δείξει όχι μόνο ότι η Γη περιστρέφεται, αλλά επίσης ότι χρειάζεται 24 ώρες για να το κάνει. Οι διαδηλώσεις του Foucault δείχνουν ένα εκκρεμές που φαίνεται να περιστρέφεται. Στην πραγματικότητα, η ρύθμιση του εκκρεμούς καθιστά την περιστροφή αδύνατη, που σημαίνει ότι είναι το δάπεδο κάτω από το εκκρεμές που περιστρέφεται.