Sarkaçlar nispeten basit cihazlardır ve 17. yüzyıldan beri incelenmiştir. İtalyan bilim adamı Galileo Galilei, 1600'lerin başlarında sarkaçları kullanarak deneylere başladı ve ilk sarkaçlı saat 1656'da Hollandalı bilim adamı Christiaan Huygens tarafından icat edildi. O ilk günlerden beri sarkaçlar, daha karmaşık makineler inşa etmede ve modern fizik anlayışına katkıda bulunmada çok önemli bir role sahip olmaya devam etti.
Hareket Prensipleri
Sarkaç, sabit bir noktadan sarkan, bob adı verilen bir ağırlıktan oluşur. Sarkaç etkinleştirildiğinde veya herhangi bir yöne çekildiğinde, Newton'un birinci hareket yasası olan atalet adı verilen bir hareket ilkesi sergiler. Duran bir cismin hareketsiz kaldığını ve hareket halindeki bir cismin bir dış kuvvet tarafından etki edilmedikçe hareket halinde kaldığını belirtir. Sarkaçlar, Newton'un birinci hareket yasasının kanıtını sağlar.
Zaman Tutma
Galileo sarkaçların özelliklerini resmi olarak incelemeye başladıktan kısa bir süre sonra, gözlemlerini bir arkadaşına yazdığı bir mektupta anlattı. Galileo'nun mektubu, bir sarkacın ileri geri sallanması için geçen sürenin sabit kaldığını keşfini anlatıyordu. Daha sonra, Santorio bir hastanın nabzını ölçmek için bir sarkaç kullanmaya başladı. Galileo'nun keşfiyle aynı yüzyılda, sarkaçlar, saatleri çalıştıran güvenilmez mekanizmaların yerine kullanılmaya başlandı.
Yerçekiminin Etkilerini Ölçme
Galileo, yerçekiminin etkileri üzerindeki ölçümlerini yapmak için bir sarkaç kullandı. Sarkacın dinlenme konumuna geri dönmesinin nedeninin, bob'u aşağı çeken yerçekimi kuvveti nedeniyle olduğunu gözlemledi. Galileo, matematik ve sarkacın sabit bir hızda salınım yaptığı gerçeğini kullanarak, yerçekimi çekişinin yaklaşık etkilerini belirleyebildi. Bu erken deneyler ve sarkaçların kullanımı, bilim adamlarının Dünya'nın şeklini hesaplamasını sağlar.
Dünyanın Döndüğünün Kanıtı
Bilim adamları, dünyanın binlerce yıldır dönen bir küre olduğunu öne sürdüler. Ancak, Galileo'nun deneylerine başlamasından 1851-200 yıl sonrasına kadar başka bir bilim adamı Dünya'nın döndüğünü kanıtlayamadı. Fransız fizikçi Foucault, yalnızca Dünya'nın döndüğünü değil, aynı zamanda bunu yapmanın 24 saat sürdüğünü göstermek için bir sarkaç kullandı. Foucault'nun gösterileri, dönüyormuş gibi görünen bir sarkaç gösteriyor. Aslında, sarkaç kurulumu dönüşü imkansız hale getirir, yani dönen sarkacın altındaki zemindir.