Прежде всего учёные подумали, что в отставании часов, привезённых на юг, виновата жара. Ведь маятник в часах — это не нить с грузом на конце, а металлический стержень. От нагревания он удлиняется, и, следовательно, должен колебаться медленнее.
Но удлинение маятника при температуре 30–40 градусов ничтожно. Поэтому скоро пришлось оставить эту мысль и согласиться с изменением силы тяжести на земной поверхности.
От чего же оно зависит? Учёные скоро нашли одну причину, изменяющую тяжесть на земной поверхности, — центробежную силу, возникающую вследствие вращения Земли.
Центробежная сила на земной поверхности стремится как бы удалить тело от оси вращения Земли и, следовательно уменьшает его вес, то-есть ослабляет силу тяжести.
Конечно, на полюсах, где тело не движется вокруг оси, не возникает и центробежной силы. Но чем дальше от полюсов, тем описываемый телом в течение суток круг становится всё больше. Движение тела делается всё быстрее, а вместе с ним растёт и центробежная сила.
Наибольшей величины она достигает на экваторе. Там каждое тело вследствие центробежной силы становится легче на 1 / 280 часть своего веса на полюсе.
К северу и югу от экватора потеря веса менее заметна. Но всё-таки она есть. Вот почему и маятник при переезде к экватору колеблется медленнее.
Таким образом, получается, что та сила, которая заставляет все тела на Земле падать, слагается из двух сил: силы притяжения тел Землёй и силы центробежной. Эту суммарную силу и называют силой тяжести.
Однако действием только центробежной силы нельзя полностью объяснить наблюдаемое при переездах вдоль меридиана изменение хода часов.
Как показали наблюдения над колебаниями маятника, сила тяжести ослабляется близ экватора на 1 / 190 веса тела на полюсе, то-есть уменьшается немного больше, чем от одной центробежной силы.