温度对钟摆的影响及等时性

钟摆使用的是金属棒。然而金属棒的长度并不是恒定不变的，其长度会随着温度的变化而改变。温度高时，金属棒变长；温度低时，金属棒变短。

例如一个摆动周期为1秒的钟摆需要将钟摆的长度延长0.023毫米才能弥补每天1秒钟的时间误差。因为钢条在温度上升2℃的条件下就会延展0.023毫米。

锚式擒纵机构

机械钟通过擒纵机构的摆锤控制能量的传递。钟摆上的锚式擒纵机构能够不断使锚摆动，以对擒纵轮的运动产生驱动效果，使得重物下降产生的动力逐渐释放，从而驱动主轮。

通过锚式擒纵机构，时针就可以固定在主轮轴上。

发明家们设计出了各种各样的方法来制造恒定长度的钟摆。1726年，英国发明家乔治·格拉汉姆发明了水银柱钟摆，用一个装有水银的玻璃罐充当钟摆的摆锤。当钟摆因为温度上升产生延展趋势时，玻璃罐中的水银受到温度影响产生的膨胀就能平衡钟摆的延展。另外一种方案是英国钟表工约翰·哈里森在1728年开发出的栅形补偿摆。这种设计就是用黄铜条和钢条组合成一个格栅，由于黄铜受温度影响产生的延展比钢明显，所以可以利用黄铜的延展弥补钢条延展的不足。还有一种用两根同轴的铁管和锌管组成的钟摆也取得了相似的效果。现代钟摆的材质采用的是不变钢，是一种由铁和镍构成的合金，其长度受温度变化的影响极小。

伽利略用自己的脉搏测量比萨大教堂里悬挂的灯摆动的时间。(www.xing528.com)

也许你会在心里疑惑为什么那些落地式大摆钟要做得如此之长？这是因为它必须能够容纳一根长达99厘米的摆动周期为1秒的钟摆。

每一秒，钟摆都会发出“滴答”的声音。

摆锤摆动的速率仅取决于摆锤的长度。

摆锤摆动的规律性

伽利略注意到摆锤的摆动具有等时性，这种等时性仅与摆锤的长度有关，与其重量无关。用数学式来表述则为摆锤摆动的周期与摆锤长度的平方成正比，所以摆锤越长，摆动周期越长。