1862年,18歲的伽利略離開神學(xué)院進(jìn)入比薩大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué),他的心中充滿著奇妙的幻想和對(duì)自然科學(xué)的無(wú)窮疑問,一次他在比薩大學(xué)忘掉了向上帝祈禱,雙眼注視著天花板上懸垂下來(lái)?yè)u擺不定的掛燈,右手按著左手的脈搏,口中默默地?cái)?shù)著數(shù)字,在一般人熟視無(wú)睹的現(xiàn)象中,他卻第一個(gè)明白了掛燈每擺動(dòng)一次的時(shí)間是相等的,于是制作了單擺的模型,潛心研究了單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,給人類奉獻(xiàn)了最初的能準(zhǔn)確計(jì)時(shí)的儀器。
如果懸掛小球的細(xì)線的伸縮和質(zhì)量可以忽略,線長(zhǎng)又比球的直徑大得多,這樣的裝置叫單擺。
單擺是實(shí)際擺的理想化模型:線的伸縮和質(zhì)量可以忽略──使擺線有一定的長(zhǎng)度而無(wú)質(zhì)量,質(zhì)量全部集中在擺球上。線長(zhǎng)比球的直徑大得多,可把擺球當(dāng)作一個(gè)質(zhì)點(diǎn),此時(shí)懸線的長(zhǎng)度就是擺長(zhǎng),實(shí)際單擺的擺長(zhǎng)是從懸點(diǎn)到小球的球心。單擺的運(yùn)動(dòng)忽略了空氣阻力,實(shí)際的單擺在觀察的時(shí)間內(nèi)可以不考慮各種阻力。