伽利略發現在小角度(θ<10°)的單擺實驗中,單擺的週期與擺錘質量、擺繩材質、擺角大小均無關,只與擺長有關,即擺長愈長,週期愈大。設最低點位能為零,擺錘拉至最高點釋放,當擺錘自最高點落下至最低點時:位能漸小、動能漸大。擺錘自最低點上升至最高點時:位能漸大、動能漸小。擺錘在最低點時的位能最小、動能最大;在最高點時的位能最大、動能最小。單擺具有等時性,凡具有規律性和重複性的現象,都可用來測量時間。下圖為:單擺運動的力學能守恆示意圖。
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