将摆线的一拱倒转,即对其底线作镜射,则此段摆线的最高点 C 变成最低点,若一质点从此段摆线任意点出发,在重力作用下沿摆线向下滑,则此质点到达最低点C所需的时间与出发点的位置无关。即:从任意两相异点出发,它们到达C点的时间相同。为π√(a/g),其中a为此段摆线对应的动圆半径。
惠更斯在1657年利用单摆的等时性原理发明了摆钟以后,逐渐发现单摆的等时性是有限制的——即在摆角小于5°的时候,摆角的正弦值可近似的看做摆角的值,即Sin θ ≈ θ,从而有周期T=2π√(L/g)。
在不断的研究后,发现摆线的等时性不受摆角的影响,从而在1673年利用摆线的等时性制作出了具有真正等时性的摆钟。
不论振幅为多少,其周期是个定值,此定值等于 π√(4a/g)
倒转后的摆线的参数方程为 x=aθ-asinθ, y=-a+a*cosθ , 质点下滑的出发点 P 所对应的参数为 θ′(0<θ′<π)。当质点下滑到参数为 θ 的点时,根据能量守恒定律,质点丧失的势能转变成动能,所以质点在该处的的瞬时速度为 v(θ)=√(2ag(cosθ′-coaθ))。
另一方面,弧长 s 的微分为 ds=√((dx)²+(dy)²)=2a*sin(θ/2)dθ
于是,质点滑落到最低点 C所需的时间为 ∫[θ′,π](2a*sin(θ/2)dθ )/√(2ag(cosθ′-coaθ))
此值等于 π√(a/g),与θ′无关。