Trzy prawa ruchu sir Isaaca Newtona opisują ruch masywnych ciał i sposób ich wzajemnego oddziaływania. Choć prawa Newtona mogą nam się dziś wydawać oczywiste, ponad trzy wieki temu uznano je za rewolucyjne.
Newton był jednym z najbardziej wpływowych naukowców wszech czasów. Jego idee stały się podstawą nowoczesnej fizyki. On zbudowany na pomysłach przedstawionych z prac poprzednich naukowców, w tym Galileusza i Arystotelesa i był w stanie udowodnić niektóre pomysły, które były tylko teorie w przeszłości. Studiował optykę, astronomię i matematykę – wynalazł rachunek. (Niemieckiemu matematykowi Gottfriedowi Leibnizowi przypisuje się również jego niezależne opracowanie mniej więcej w tym samym czasie).
Newton jest prawdopodobnie najbardziej znany ze swojej pracy nad badaniem grawitacji i ruchu planet. Nakłoniony do tego przez astronoma Edmonda Halleya po tym, jak przyznał, że stracił swój dowód na istnienie eliptycznych orbit kilka lat wcześniej, Newton opublikował swoje prawa w 1687 r. w przełomowym dziele „Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica” (Matematyczne zasady filozofii przyrody), w którym sformalizował opis tego, jak masywne ciała poruszają się pod wpływem sił zewnętrznych.
Sformułowawszy swoje trzy prawa, Newton uprościł traktowanie masywnych ciał, uznając je za matematyczne punkty bez rozmiaru i rotacji. Pozwoliło mu to zignorować czynniki takie jak tarcie, opór powietrza, temperatura, właściwości materiałów itp. i skoncentrować się na zjawiskach, które można opisać wyłącznie w kategoriach masy, długości i czasu. W konsekwencji, te trzy prawa nie mogą być użyte do dokładnego opisu zachowania dużych sztywnych lub odkształcalnych obiektów; jednak w wielu przypadkach zapewniają one odpowiednio dokładne przybliżenia.
Prawa Newtona odnoszą się do ruchu masywnych ciał w inercyjnej ramie odniesienia, czasami nazywanej newtonowską ramą odniesienia, chociaż sam Newton nigdy nie opisał takiej ramy odniesienia. Inercyjny układ odniesienia można opisać jako trójwymiarowy układ współrzędnych, który jest nieruchomy lub w jednostajnym ruchu liniowym, tzn. nie przyspiesza ani nie obraca się. Stwierdził, że ruch w takiej inercyjnej ramie odniesienia można opisać trzema prostymi prawami.
Pierwsze Prawo Ruchu mówi: „Ciało w spoczynku pozostanie w spoczynku, a ciało w ruchu pozostanie w ruchu, chyba że zadziała na nie zewnętrzna siła.” Oznacza to po prostu, że rzeczy nie mogą same z siebie ruszyć, zatrzymać się lub zmienić kierunku. Potrzebna jest jakaś siła działająca na nie z zewnątrz, aby spowodować taką zmianę. Ta właściwość masywnych ciał do opierania się zmianom w ich stanie ruchu jest czasami nazywana bezwładnością.
Drugie Prawo Ruchu opisuje, co dzieje się z masywnym ciałem, gdy działa na nie zewnętrzna siła. Stwierdza ono, że „siła działająca na obiekt jest równa masie tego obiektu razy jego przyspieszenie”. Zapisuje się to w formie matematycznej jako F = ma, gdzie F to siła, m to masa, a a to przyspieszenie. Pogrubione litery wskazują, że siła i przyspieszenie są wielkościami wektorowymi, co oznacza, że mają zarówno wielkość, jak i kierunek. Siła może być pojedynczą siłą, lub może być sumą wektorową więcej niż jednej siły, która jest siłą netto po połączeniu wszystkich sił.
Gdy stała siła działa na masywne ciało, powoduje, że przyspiesza ono, tzn. zmienia swoją prędkość, ze stałą szybkością. W najprostszym przypadku, siła przyłożona do obiektu w spoczynku powoduje jego przyspieszenie w kierunku działania siły. Jednakże, jeśli obiekt jest już w ruchu, lub jeśli ta sytuacja jest postrzegana z ruchomej ramki odniesienia, to ciało może wydawać się przyspieszać, zwalniać lub zmieniać kierunek w zależności od kierunku siły i kierunków, w których obiekt i ramka odniesienia poruszają się względem siebie.
Trzecie Prawo Ruchu stwierdza, „Dla każdej akcji istnieje równa i przeciwna reakcja.” To prawo opisuje, co dzieje się z ciałem, gdy wywiera ono siłę na inne ciało. Siły zawsze występują parami, więc kiedy jedno ciało naciska na drugie, to drugie ciało naciska równie mocno. Na przykład, kiedy pchasz wózek, wózek odpycha się od ciebie; kiedy ciągniesz za linę, lina odpycha się od ciebie; kiedy grawitacja ciągnie cię w dół na ziemię, ziemia odpycha się od twoich stóp; a kiedy rakieta zapala paliwo za sobą, rozszerzające się gazy spalinowe naciskają na rakietę, powodując jej przyspieszenie.
Jeśli jeden obiekt jest dużo, dużo bardziej masywny niż drugi, szczególnie w przypadku pierwszego obiektu zakotwiczonego na Ziemi, praktycznie całe przyspieszenie jest przekazywane drugiemu obiektowi, a przyspieszenie pierwszego obiektu może być bezpiecznie zignorowane. Na przykład, gdybyś rzucił piłkę baseballową na zachód, nie musiałbyś brać pod uwagę tego, że w rzeczywistości spowodowałeś, że obrót Ziemi przyspieszył nieco, gdy piłka była w powietrzu. Jednakże, jeśli stałbyś na wrotkach i rzuciłbyś kulę do kręgli do przodu, zacząłbyś poruszać się do tyłu z zauważalną prędkością.
Te trzy prawa zostały zweryfikowane przez niezliczone eksperymenty w ciągu ostatnich trzech stuleci, i nadal są szeroko stosowane do dnia dzisiejszego do opisania rodzajów obiektów i prędkości, które spotykamy w życiu codziennym. Stanowią one podstawę tego, co obecnie znane jest jako mechanika klasyczna, która zajmuje się badaniem masywnych obiektów, które są większe niż bardzo małe skale, którymi zajmuje się mechanika kwantowa i które poruszają się wolniej niż bardzo duże prędkości, którymi zajmuje się mechanika relatywistyczna.