La necesidad de una medida más precisa del tiempo, fundamental en las observaciones astronómicas, le llevó a inventar el reloj de péndulo y dar una demostración rigurosa de sus fundamentos, en su obra "Horologium oscillatorum" (1673); en él se halla la expresión exacta de la fuerza centrífuga en un movimiento circular, la teoría del centro de oscilación, el principio de la conservación de las fuerzas vivas (antecedente del principio de la conservación de la energía) centrándose esencialmente en las colisiones entre partículas (corrigiendo algunas ideas erróneas de Descartes) y el funcionamiento del péndulo simple y del reversible.