Три закони динаміки, що склали фундамент класичної механіки були сформульовані англійським фізиком Ісааком Ньютоном (1643 – 1727) (див. Додаток 9) в книзі “Математичні початки натуральної філософії” (див. Додаток 7).

І.Ньютон народився 4 січня 1643р. в м. Вулсторт в сім¢ї небагатого фермера. В 12 років його віддали в школу. Спочатку він не відрізнявся успіхами в навчанні, але потім дуже зацікавився математикою. Коли через рік занять внаслідок матеріальної скрути взяли додому, щоб привчити до господарства, Ньютон виявив таку байдужість і нездібність до подібного роду занять, що в 1660 р. його знову повернули до школи. В 1661р. його прийняли в один з коледжів Кембріджського університету. В коледжі Ньютон був незадоволений офіційними навчальними підручниками, які здавались йому дуже тривіальними. Він починає самостійно вивчати “Геометрію” Декарта, “Арифметику нескінченного” Уолліса та “Оптику” Кеплера.

В 1665р. він отримує степінь бакалавра, а потім магістра. В 1669р. займає фізико-математичну кафедру в Кембріджському університеті. В ці ж роки Ньютон починає свої наукові дослідження. Період 60-80-х р. р. був найбільш плідним в діяльності вченого. До того часу відносяться його фундаментальні відкриття в області математики, механіки та оптики ( 1666р. – відкрив явище дисперсії, відбиваючий телескоп; 1675р. – відкрив явище, яке носить назву “кільця Ньютона”, був близьким до відкриття поляризації, одним з перших висловив думку про механічну природу тепла, дав теорію фігури Землі, правильно вказавши, що вона повинна бути стиснута біля полюсів...).

Великі заслуги Ньютона перед людством були визнані вже його сучасниками. В 1672р. Ньютона вибрали членом Лондонської королівської спілки, а з 1703р. і до кінця життя був незмінним її президентом. Крім того він був іноземним членом Паризької Академії наук ( з 1699р.).

Після політичного заколоту 1688р. в Англії Ньютона обрали членом парламенту від університету і займав він цю посаду протягом року.

В 1696р. його призначили хранителем Монетного двору в Лондоні і віддавав багато сил і часу цій роботі.

З наукових досліджень Ньютона в цей останній період його життя слід відзначити захоплення теплофізикою, зокрема відкриття закону охолодження тіл (1705р.). В основному ж він займався виданням раніше написаних раніше творів.

Ньютон помер 31 березня 1727р. в Кенсінгтоні ( зараз частина Лондона) і був похований у Вест мінському абатстві – пантеоні великих людей Англії.

І.Ньютон своїми працями завершив важливий період в історії розвитку сучасного природознавства, розпочатий Галілеєм, - період створення класичної механіки. Він відкрив основні закони механічної взаємодії тіл не лише на Землі, але і в оточуючому нас Всесвіті і тим самим заложив основи небесної механіки. Виключно великим вкладом в науку стали оптичні відкриття Ньютона, який одним з перших почав дослідження в області фізичної оптики. Нарешті, завдяки геніальним математичним відкриттям Ньютона і Лейбніца, фізика була озброєна таким міцним апаратом дослідження, як диференціальне та інтегральне числення.

Авторитет Ньютона як вченого і за життя, і після його смерті був величезним. В математиці виникла школа Ньютона. В фізиці – механіці, оптиці і ін. Її областях – більше століття панував напрямок, відомий як ньютонівський.

Сам Ньютон говорив про свої відкриття: ”Якщо я бачив далі, ніж інші, то тому, що стояв на плечах гігантів”. Дійсно, великі відкриття Ньютона були підготовлені діяльністю ряду видатних вчених.

Ньютон не надавав своїм відкриттям великого значення всеохоплюючих, все пояснюючих законів. Вважаючи процес пізнання нескінченним, він говорив незадовго до своєї смерті: “ Не знаю, чим я можу здаватися світу, але сам собі я здаюся лише хлопчиком, який грається на березі моря, розважається тим, що іноді відшукує камінець більш яскравий, кольоровий, ніж звичайно, або красиву черепашку, в той час, коли великий океан істини розстеляється переді мною недослідженим.”

В формулюваннях Ньютона закони динаміки, чи, як їх називав сам автор, аксіоми руху виглядають так:

Перший закон.

Всяке тіло упирається в збереженні стану спокою або незмінного по напряму руху, поки і оскільки прикладені сили не змінять цей стан.

В цьому законі відображена важлива властивість тіл – інертність: поки на тіло не діють зовнішні сили, воно рухається весь час в одному і тому ж напрямі з незмінною (сталою) швидкістю.

Цей закон пов’язаний із законом незалежності дії сил, який був сформульований до Ньютона Галілеєм. Якщо на тіло, що рухається під дією деякої сили, подіє нова сила, то новий рух буде складатися з попереднього та з того руху, який отримало б тіло під дією нової сили, перебуваючи в стані спокою.

Поєднання законів Ньютона і Галілея важливе для розуміння суті того, що ми називаємо інертністю. Адже в оточуючому світі на тіла завжди діють зовнішні сили. Реальна лише ситуація, при якій сили зрівноважені. Інертність проявляється в тому, що якби тіло рухалося в якому-небудь напрямку зі швидкістю , і нова сила надає йому швидкість  в іншому напрямку, то новий рух буде відбуватися зі швидкістю .

Якщо з’явиться ще одна сила, яка надасть йому швидкість , то вона просто додається до суми, не змінюючи попередніх величин. Це один з виразів загального принципу суперпозиції, який стосується і сил, і результатів їх дій.

Другий закон.

Зміна кількості руху пропорційна прикладеній рушійній силі і відбувається в тому ж напрямі, в якому ця сила діє.

В математичній формі цей закон виражається так: . Ньютон в цьому законі розглядає добуток маси на прискорення як особливу механічну величину – кількість руху (імпульс) і ефект дії сили оцінює саме за зміною цієї величини.

С.І.Вавилов у книзі “Ісак Ньютон” показав, що в такій формі другий закон може застосовуватися і в релятивістській динаміці. Лише в окремому випадку, коли маса тіла не залежить від швидкості і не змінюється з часом, ми можемо записати  і, поділивши обидві частини рівності на , перейти до окремої власної форми закону: .

Ньютонівська форма другого закону динаміки застосовна і на практиці. Наприклад, всі механічні ефекти в гідро- та аеродинаміці оцінюються саме за зміною кількості руху. Під час виведення основного рівняння молекулярно-кінетичної теорії в основу покладають закон в ньютонівській формі.

В цьому одне з виражень дивовижної прозорливості Ньютона, яку підкреслював С.І.Вавилов. Ньютонівська форма другого закону має один особливо важливий дидактичний аспект. Написавши закон у вигляді , ми приходимо до простого трактування важкого поняття сили. Можна стверджувати, що сила – причина зміни кількості руху тіла і пов’язана завжди із взаємодією тіла, що рухається, з іншими тілами при зіткненні чи на відстані. Сила є мірою цієї взаємодії.

Далі відкривається зв’язок першого і другого законів динаміки і встановлюється міра тієї властивості, яку ми називаємо інерцією. Із другого закону в ньютонівській формі випливає, що при , , тобто ми приходимо до першого закону. Змінити стан руху тіла при даній масі тим важче, чим більший його імпульс. Цьому є багато життєвих ілюстрацій.

Загальність формулювання другого закону динаміки підкреслюється ще одним фактом. У зв’язку з розвитком ракетної техніки виникла проблема вирішення задач, пов’язаних з рухом тіл змінної маси. Власна форма закону  не давала навіть поставити задачу.

Вперше почав вирішення проблем механіки тіл змінної маси професор Петербурзького політехнічного інституту Іван Всеволодович Мещерський (1859 – 1935). Він виходив саме з ньютонівської форми закону , де .

Третій закон.

Дії завжди є рівна і протилежна протидія, інакше взаємодії тіл одне на інше між собою рівні і напрямлені в протилежні сторони.

Цей закон погано розуміли з часів його появи в “Началах”. Особливо важким був його додаток у випадку взаємодії тіл на відстані.

Пояснюючи закон в листах до друзів і відповідях опонентам, Ньютон підкреслював необхідність спільного розгляду з І та ІІ законами. В листі до редактора “Начал” Р.Котсу він писав: “ Якби деяке тіло могло притягувати інше, розташоване поблизу нього, але не притягувалося саме з такою ж силою з цим останнім, то тіло притягуючи менш сильно, погнало б інше перед собою ( відповідно до ІІ закону), і обидва вони б почали рухатись з прискоренням до нескінченності, що протирічить І закону.”

Якщо в цьому міркуванні вказаними тілами будуть Земля і Місяць або Земля і Сонце, то неважко бачити, що невиконання законів динаміки призведе до руйнування Сонячної системи.

Від сили тяжіння Ньютон переходить до магнітної сили. Він описує дослід, який він придумав і відтворив. В двох стичних посудинах з водою плавають пробки. На одну з них кладуть полосовий магніт, на іншу – рівної маси залізну пластинку. Якщо б тільки притягував залізо, - міркував Ньютон, то пробка з магнітом залишилась би на місці, а залізна пластина поплила до нього. Однак дослід показав, що обидві пробки з вантажами пливуть назустріч одна одній, і, якщо маси їх рівні, то сили притягання надають їм однакових прискорень.

Цей дослід Ньютона і його міркування про взаємодію, на жаль, забуті. Їх слід було б широко використовувати в шкільному курсі.

С.І.Вавилов писав: “ На стінах фізичних аудиторій вищих навчальних закладів справедливо висять відомі “ Аксіоми або закони руху “ Ньютона поряд з періодичною системою елементів. Ці закони зовсім не історична пам’ятка або прикраса аудиторії; це фундамент того, що повинен засвоїти студент в області фізики, схема розв’язку всіх фізичних і механічних задач в наш час.

Добре відомо, що нова фізика в теорії відносності і квантовій механіці пішла по дорозі, що не була передбачена класикою Ньютона. Змінилися фізичні уявлення про простір, час, масу, дію... Але фізична революція не знищила ньютонівську механіку, вона лише надбудувала, перетворивши закони Ньютона із загальних в граничні, справедливі для порівняно невеликих швидкостей і великих об’ємів. І для нас, жителів земної кулі , ці невеликі швидкості і великі об’єми найбільш звичні і нормальні, вони визначають нашу практику і техніку.”