Heilurit ovat suhteellisen yksinkertaisia laitteita, ja niitä on tutkittu 1600-luvulta lähtien. Italialainen tiedemies Galileo Galilei aloitti heilurikokeita 1600-luvun alussa, ja ensimmäisen heilutuskellon keksi hollantilainen tiedemies Christiaan Huygens vuonna 1656. Noista alkuaikoista lähtien heilureilla on edelleen ollut keskeinen rooli monimutkaisempien koneiden rakentamisessa sekä myötävaikuttamalla nykyaikaiseen fysiikan ymmärtämiseen.
Liikkeen periaatteet
Heiluri koostuu painosta, jota kutsutaan bobiksi ja joka roikkuu kiinteästä pisteestä. Kun heiluri aktivoituu tai vedetään mihin tahansa suuntaan, sillä on liikkeen periaate, jota kutsutaan inertiksi, joka on Newtonin ensimmäinen liikelaki. Siinä todetaan, että keho levossa, pysyy levossa ja liikkuva keho pysyy liikkeessä, ellei ulkopuolinen voima vaikuta siihen. Heilurit osoittavat Newtonin ensimmäisen liikelain.
Ajankäyttö
Pian sen jälkeen, kun Galileo alkoi virallisesti tutkia heilurien ominaisuuksia, hän kuvaili havaintojaan kirjeessä ystävälle. Galileon kirje kuvaili löytötään, että heilurin edestakaisin heiluttamiseen kuluva aika pysyi vakiona. Myöhemmin Santorio alkoi käyttää heiluria potilaan pulssin mittaamiseen. Samalla vuosisadalla Galileon löytö, heilureita alettiin käyttää korvaamaan epäluotettavia mekanismeja, jotka käyttivät kelloja.
Painovoiman vaikutusten mittaaminen
Galileo käytti heiluria mittausten tekemiseen painovoiman vaikutuksista. Hän huomautti, että syy heilurin siirtymiseen takaisin lepoasentoon johtuu painovoimasta, joka vetää bobia alaspäin. Käyttämällä matematiikkaa ja sitä, että heiluri värähtelee vakionopeudella, Galileo pystyi määrittämään painovoiman likimääräiset vaikutukset. Nämä varhaiset kokeet ja heilurien käyttö antavat tutkijoille mahdollisuuden laskea maan muoto.
Todiste siitä, että maa pyörii
Tutkijat ovat olettaneet, että maa on pyöreä pyörivä pallo tuhansia vuosia. Vasta 1851–200 vuotta Galileo aloitti kokeilunsa, mutta toinen tutkija pystyi todistamaan maapallon pyörii. Foucault, ranskalainen fyysikko, käytti heiluria osoittaakseen, että maapallo pyörii, mutta myös sen tekeminen kestää 24 tuntia. Foucault'n mielenosoitukset osoittavat heilurin, joka näyttää pyörivän. Itse asiassa heiluri pystyttää pyörimisen mahdottomaksi, mikä tarkoittaa, että heilurin alla oleva lattia pyörii.