Маятники - относительно простые устройства, их изучают с 17 века. Итальянский ученый Галилео Галилей начал эксперименты с маятниками в начале 1600-х годов, а первые маятниковые часы были изобретены в 1656 году голландским ученым Христианом Гюйгенсом. С тех пор маятники продолжают играть ключевую роль в создании более сложных машин, а также вносят свой вклад в современное понимание физики.
Принципы движения
Маятник состоит из груза, который подвешен в фиксированной точке. Когда маятник приводится в действие или тянется в каком-либо одном направлении, он проявляет принцип движения, называемый инерцией, который является первым законом движения Ньютона. Он гласит, что тело в состоянии покоя остается в состоянии покоя, а тело в движении остается в движении, если только на него не действует внешняя сила. Маятники служат доказательством первого закона движения Ньютона.
Учет времени
Вскоре после того, как Галилей начал формальное изучение свойств маятников, он описал свои наблюдения в письме другу. В письме Галилея описывается его открытие: время, необходимое маятнику, чтобы качаться вперед и назад, оставалось постоянным. Позже Санторио начал использовать маятник для измерения пульса пациента. В том же веке, когда Галилей открыл, маятники стали использоваться в качестве замены ненадежных механизмов, приводящих в действие часы.
Измерение действия силы тяжести
Галилей использовал маятник, чтобы измерить влияние силы тяжести. Он заметил, что причина, по которой маятник движется обратно в положение покоя, связана с силой тяжести, тянущей боб вниз. Используя математику и тот факт, что маятник колеблется с постоянной скоростью, Галилей смог приблизительно определить влияние силы тяжести. Эти ранние эксперименты и использование маятников позволяют ученым вычислить форму Земли.
Доказательство того, что Земля вращается
Ученые постулировали, что Земля - это круглая вращающаяся сфера на протяжении тысяч лет. Однако только в 1851 году, то есть через 200 лет после того, как Галилей начал свои эксперименты, другой ученый смог доказать, что Земля вращается. Французский физик Фуко продемонстрировал с помощью маятника не только то, что Земля вращается, но и то, что на это нужно 24 часа. Демонстрации Фуко показывают маятник, который кажется вращающимся. Фактически, установка маятника делает невозможным вращение, что означает, что вращается пол под маятником.