Švytuoklės yra gana paprasti įtaisai ir buvo tiriami nuo XVII a. Italų mokslininkas Galileo Galilei pradėjo naudoti švytuokles 1600-ųjų pradžioje, o pirmąjį švytuoklinį laikrodį 1656 metais išrado olandų mokslininkas Christiaanas Huygensas. Nuo tų pirmųjų dienų švytuoklės ir toliau vaidina pagrindinį vaidmenį kuriant sudėtingesnes mašinas, taip pat prisidedant prie šiuolaikinio fizikos supratimo.
Judėjimo principai
Švytuoklę sudaro svoris, vadinamas boba, kabantis nuo fiksuoto taško. Kai švytuoklė įjungiama arba traukiama bet kuria kryptimi, ji rodo judėjimo principą, vadinamą inercija, kuris yra pirmasis Niutono judėjimo dėsnis. Jame teigiama, kad kūnas ramybės būsenoje, lieka ramybės būsenoje, o judantis kūnas lieka judesyje, nebent tai veikia išorinė jėga. Švytuoklės įrodo pirmąjį Niutono judėjimo dėsnį.
Laiko laikymas
Netrukus po to, kai „Galileo“ pradėjo oficialiai tyrinėti švytuoklių savybes, jis aprašė savo pastebėjimus laiške draugui. Galileo laiške aprašytas jo atradimas, kad laikas, per kurį švytuoklė pasisuka pirmyn ir atgal, liko pastovus. Vėliau Santorio pradėjo naudoti švytuoklę paciento pulsui matuoti. Tame pačiame „Galileo“ atradimo šimtmetyje švytuoklės buvo pradėtos naudoti kaip nepatikimų laikrodžius veikiančių mechanizmų pakaitalai.
Gravitacijos poveikio matavimas
Galilėjus naudodamas švytuoklę atliko gravitacijos poveikio matavimus. Jis pastebėjo, kad švytuoklė grįžta į ramybės padėtį dėl sunkio jėgos, traukiančios bobą žemyn. Naudodamas matematiką ir tai, kad švytuoklė svyruoja pastoviu greičiu, Galileo sugebėjo nustatyti apytikslį traukos jėgos poveikį. Šie ankstyvieji eksperimentai ir švytuoklių naudojimas leidžia mokslininkams apskaičiuoti Žemės formą.
Įrodymas, kad Žemė sukasi
Mokslininkai paskelbė, kad žemė tūkstančius metų yra apvali besisukanti orba. Tačiau tik 1851–200 metų po to, kai „Galileo“ pradėjo eksperimentus, kitas mokslininkas sugebėjo įrodyti, kad Žemė sukasi. Prancūzų fizikas Foucault naudodamas švytuoklę pademonstravo ne tik tai, kad Žemė sukasi, bet ir tai, kad tai padaryti reikia 24 valandų. Foucault demonstracijose matyti švytuoklė, kuri, atrodo, sukasi. Tiesą sakant, dėl nustatytos švytuoklės pasukti neįmanoma, o tai reiškia, kad sukasi grindys po švytuokle.