牛顿运动定律与万有引力理论

牛顿明白，无论他如何解释苹果与月亮的移动，都需要先解释开普勒的发现。1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》（Mathematical Principles of Natural Philosophy），简称《原理》。很多人都认为这本书有资格被尊为科学界最伟大的著作。牛顿在这本书中阐述了自己的宇宙观，他认为所有事件都发生在无限的空间和流逝的时间中。

牛顿运动定律

一切物体在不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。

作用在某物体上的力会使该物体沿该作用力方向运动。物体运动速度、运动方向的变化取决于作用力的大小及物体的体积。

每一个作用力总是有其大小相等的反作用力。相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反。

根据伽利略对移动物体的实验以及开普勒对行星的观测，牛顿提出了他的运动三定律和万有引力理论。(www.xing528.com)

牛顿断定任意两个物体间都存在引力，引力大小取决于物体体积及物体间的距离。引力遵循平方反比定律，即引力大小与距离平方成反比。因此，如果两物体间距离为之前的两倍，则物体间引力减小为之前引力的四分之一。如果为原距离的五倍，则引力减小为之前的二十五分之一。

牛顿运动三定律和万有引力定律似乎可以解释宇宙间万物的运动，也为开普勒的行星运动定律以及苹果的坠落提供了解释。时间、体积和距离这三个数值是一切科学学科的基础，牛顿就是由这三个变量得出了自己的定律。由某一物体运动的距离和时间可以得出其运动速度（沿某一方向的运动速度）。质量是指某一物体包含多少物质，由此我们可以知道移动该物体需要多少力。质量乘以速度可以得到该物体的动量，即该物体一旦移动，我们需要多大的力才能阻止其运动。

牛顿实验图

宇宙炮弹

炮弹的轨迹由两个力决定，引力和大炮发射炮弹时的推力，在这两个力的作用下，炮弹会沿曲线回落到地面上。假设大炮推力足够大，炮弹运动曲线的弧度与地球的弧度相同，炮弹会绕地球运动，虽然一直在下降，但永远都不会落到地上（要使这一结论成立，我们还需要假设不存在空气阻力致使炮弹减速）。这样，炮弹便成了轨道中的一颗卫星。正是基于这个原理，我们才得以将真正的卫星送入轨道，只不过推送工具不是大炮而是火箭。月球就像一颗宇宙炮弹，永远围绕地球在其轨道中坠落。