サー-アイザック-ニュートンの運動の三つの法則は、巨大な体の動きとそれらがどのように相互作用するかを記述する。 ニュートンの法則は今日私たちには明らかに見えるかもしれませんが、三世紀以上前には革命的であると考えられていました。
ニュートンは、すべての時間の中で最も影響力のある科学者の一人でした。 彼のアイデアは現代物理学の基礎となった。 彼はガリレオやアリストテレスを含む以前の科学者の作品から出されたアイデアに基づいて構築し、唯一の過去に理論されていたいくつかのアイデ 彼は光学、天文学、数学を学び、微積分を発明しました。 （ドイツの数学者Gottfried Leibnizも、ほぼ同時に独立して開発したと信じられています。)
ニュートンは、おそらく最もよく重力と惑星の動きを研究する彼の仕事のために知られています。 数年前に楕円軌道の証明を失ったことを認めた後、天文学者エドモンド-ハレーによって促され、ニュートンは1687年に彼の独創的な作品”Philosophiß Naturalis Principia Mathematica”（自然哲学の数学的原則）で彼の法則を発表した。
彼の三つの法則を定式化する際に、ニュートンはそれらを大きさや回転のない数学的な点であると考えることによって、巨大な体の扱いを簡素化した。 これにより、摩擦、空気抵抗、温度、材料特性などの要因を無視することができました。 そして、質量、長さおよび時間の観点からのみ記述することができる現象に集中する。 したがって、三つの法則は、大きな剛体または変形可能な物体の挙動を正確に記述するために使用することはできませんが、多くの場合、適切に正確な近似を提供します。
ニュートンの法則は、ニュートン自身がそのような参照フレームを記述したことはないが、ニュートン参照フレームと呼ばれることもある慣性参照フレーム内の大規模な物体の運動に関係する。 慣性基準フレームは、静止しているか、または一様な直線運動のいずれかである3次元座標系として記述することができます。 すなわち、それは加速または回転していない。 彼は、このような慣性基準フレーム内の動きは、3つの簡単な法則によって記述できることを発見しました。 運動の第一法則は、”静止している体は静止したままであり、運動中の体は外力によって作用されない限り、運動中の体は運動中のままである”と述べている。”これは、単に物事がすべて自分で開始、停止、または方向を変更することができないことを意味します。 そのような変化を引き起こすには、外部からそれらに作用する何らかの力が必要です。 運動状態の変化に抵抗する大規模な体のこの特性は、慣性と呼ばれることもあります。 運動の第二法則は、それが外力によって作用されたときに巨大な体に何が起こるかを説明します。
運動の第二法則は、それが外力によって作用され それは、「物体に作用する力は、その物体の質量にその加速度を掛けたものに等しい。「これは数学的な形でF=maと書かれていますが、Fは力、mは質量、aは加速度です。 太字の文字は、力と加速度がベクトル量であることを示しており、大きさと方向の両方を持っていることを意味します。 力は、単一の力にすることも、すべての力が結合された後の正味の力である複数の力のベクトル和にすることもできます。
一定の力が巨大な体に作用すると、それは一定の速度で加速する、すなわちその速度を変化させる。 最も単純なケースでは、静止している物体に力が加えられると、物体は力の方向に加速されます。 ただし、オブジェクトがすでに動いている場合、またはこの状況を移動する参照フレームから見た場合、そのボディは、力の方向とオブジェクトと参照フ
運動の第三の法則は、”すべての行動に対して、等しい反対の反応があります。”この法律は、それが別の体に力を発揮したときに体に何が起こるかを説明しています。 力は常にペアで発生するので、ある体が別の体に押し付けられると、第二の体は同じように強く押し戻されます。 たとえば、カートを押すとカートがあなたに対して押し戻され、ロープを引っ張るとロープがあなたに対して引き戻され、重力が地面に対して引き下がると地面があなたの足に対して押し上げられ、ロケットがその背後にある燃料に点火すると、膨張する排気ガスがロケットに押し込まれて加速します。
一方のオブジェクトが他のオブジェクトよりもはるかに巨大である場合、特に最初のオブジェクトが地球に固定されている場合、事実上すべての加速度が第二のオブジェクトに与えられ、最初のオブジェクトの加速度は安全に無視することができます。 例えば、西に野球を投げるべきなら球が空気にあった間、実際に地球の回転がそうわずかにスピードをあげるために引き起こしたと考慮する必要が しかし、ローラースケートの上に立っていたし、ボウリングのボールを前方に投げた場合は、顕著な速度で後方に移動を開始します。
三つの法則は、過去三世紀にわたって無数の実験によって検証されており、彼らはまだ広く私たちが日常生活の中で遭遇するオブジェクトと速度の種類を記述するために、この日に今日まで使用されています。 それらは、量子力学によって扱われる非常に小さなスケールよりも大きく、相対論的力学によって扱われる非常に高い速度よりも遅く動いている大規模な物体の研究である、現在古典力学として知られているものの基礎を形成します。