【科學家的故事】克裡斯蒂安·惠更斯與向心定律

力學方面

惠更斯是創建經典力學的先驅。在力學方面的研究，惠更斯是以伽利略所創建的基礎為出發點的。他在研究擺中闡明了許多動力學概念和規律（包括擺的運動方程，離心力、擺動中心、轉動慣量的概念），用擺測量重力加速度，指出物體在地球赤道處受到的離心力是重量的1/289，著有《關於鐘擺的運動》（1673）。他同J.沃利斯（1616～1703）和C.雷恩（1632～1723）在同一時期發現彈性體的碰撞規律。

在1668～1669年英國皇家學會碰撞問題徵文懸賞中，他是得獎者之一。他詳盡地研究了完全彈性碰撞問題（當時叫「對心碰撞」）。死後綜合發表於《論物體的碰撞運動》（1703）中，包括5個假設和13個命題。他糾正了笛卡兒不考慮動量方向性的錯誤，並首次提出完全彈性碰撞前後的守恆。他還研究了岸上與船上兩個人手中小球的碰撞情況並把相對性原理應用於碰撞現象的研究。大約在1669年，惠更斯就已經提出解決了碰撞問題的一個法則——「活力」守恆原理，它成為能量守恆的先驅。

惠更斯從實踐和理論上研究了鐘擺及其理論。提出著名的單擺周期公式。在研究擺的重心升降問題時，惠更斯發現了物體系的重心與後來歐勒稱之為轉動慣量的量，還引入了反饋裝置——「反饋」這一物理思想今天更顯得意義重大。設計了船用鍾和手錶平衡發條，大大縮小了鐘錶的尺寸。他還用擺求出重力加速度的準確值，並建議用秒擺的長度作為自然長度標準。

惠更斯還提出了他的離心力定理，他還研究了圓周運動、擺、物體系轉動時的離心力以及泥球和地球轉動時變扁的問題等等。這些研究對於後來萬有引力定律的建立起了促進作用。他提出過許多既有趣又有啟發性的離心力問題。惠更斯在他的《擺鐘論》中還給出了他關於所謂的「離心力」的基本命題。他提出：一個作圓周運動的物體具有飛離中心的傾向，它向中心施加的離心力與速度的平方成正比，與運動半徑成反比。這也是他對有關的伽利略擺動學說的擴充。

後來，惠更斯和胡克還各自發現了螺旋式彈簧絲的振蕩等時性，這為近代遊絲懷表和手錶的發明創造了條件。