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自然哲学的数学原理
1.9.10.8 命题LIII 问题XXXV
命题LIII 问题XXXV

许可曲线图形的求积,需求力,由它们物体在给定的曲线上所做的振动总是等时的。

设物体T在任意[曲]线STRQ上振动,它的轴是从力的中心C穿过的AR。引TX,它与那条曲线相切于物体所在的任意位置T,且在这条切线TX上取TY等于弧TR。因为那条弧的长度从图形的求积,由通常的方法可以知道。由点Y引直线YZ垂直于切线。引CT交那条垂线于Z,则向心力与直线TZ成比例。此即所求

因为如果力,物体被它从T向C牵引,由取得与它成比例的直线TZ表示,这个力被分解为力TY,YZ;它们中的YZ沿细线PT的长度[方向]牵引物体,丝毫不改变它的运动,但另一个力TY直接地加速或者直接地迟滞在曲线STRQ上的它的运动。所以,由于这个力如同要画出的路径TR,在画出两个成比例的[一个较大的和一个较小的]部分的振动中的加速或者迟滞,总如同那些部分,且所以使得那些部分同时被画出。但物体,它们同时画出总与整体成比例的部分,也将同时画出整体。此即所证

系理1 因此,如果物体T,它悬挂在始自中心A的笔直的细线AT上,画出圆弧STRQ,且在此期间沿向下的平行线它受某个力的推动,这个力比均匀的重力,如同弧TR比它的正弦TN:则每一振动的时间相等。因为,由于TZ,AR平行,三角形ATN,ZTY是相似的;且所以TZ比AT如同TY比TN;这就是,如果均匀的重力由给定的长度AT表示;力TZ,由它振动成为等时的,比重力AT,如同等于TY的弧TR比那个弧的正弦TN。

系理2 且所以在时钟中,如果力由机械施加于摆以维持运动,它与重力如此复合使得向下的整个力总如同一条直线,它由弧TR和半径AR之下的矩形除以正弦TN产生,则所有的振动是等时的。