4.1 ആമുഖം

മുമ്പത്തെ അദ്ധ്യായത്തിൽ, ഒരു കണികയുടെ ചലനത്തെ അളവുകളിലൂടെ വിവരിക്കുക എന്നതായിരുന്നു നമ്മുടെ ശ്രദ്ധ. ഏകീകൃത ചലനത്തിന് പ്രവേഗത്തിന്റെ ആശയം മാത്രം ആവശ്യമാണെന്നും ഏകീകൃതമല്ലാത്ത ചലനത്തിന് അതിനോടൊപ്പം ത്വരണത്തിന്റെ ആശയവും ആവശ്യമാണെന്നും നാം കണ്ടു. ഇതുവരെ, എന്താണ് വസ്തുക്കളുടെ ചലനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് എന്ന ചോദ്യം നാം ചോദിച്ചിട്ടില്ല. ഈ അദ്ധ്യായത്തിൽ, ഈ അടിസ്ഥാന ചോദ്യത്തിലേക്ക് നാം തിരിയുന്നു.

നമ്മുടെ പൊതുഅനുഭവത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ആദ്യം ഉത്തരം ഊഹിക്കാം. നിശ്ചലമായ ഒരു ഫുട്ബോൾ ചലിപ്പിക്കാൻ, ആരെങ്കിലും അത് ചവിട്ടണം. ഒരു കല്ല് മുകളിലേക്ക് എറിയാൻ, അതിന് മുകളിലേക്കുള്ള ഒരു തള്ളൽ നൽകണം. ഒരു തണുത്ത കാറ്റ് മരത്തിന്റെ കൊമ്പുകളെ ആടിക്കുന്നു; ശക്തമായ കാറ്റ് ഭാരമേറിയ വസ്തുക്കളെ പോലും ചലിപ്പിക്കാം. ഒരു ഒഴുകുന്ന നദിയിലെ ഒരു ബോട്ട് ആരും തുഴയാതെ തന്നെ ചലിക്കുന്നു. വ്യക്തമായും, ഒരു വസ്തുവിനെ നിശ്ചലാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് ചലിപ്പിക്കാൻ ബലം നൽകുന്നതിന് ചില ബാഹ്യ ഏജൻസികൾ ആവശ്യമാണ്. അതുപോലെ, ചലനത്തെ മന്ദീകരിക്കാനോ നിർത്താനോ ഒരു ബാഹ്യബലം ആവശ്യമാണ്. ഒരു ചെരിഞ്ഞ തലത്തിൽ താഴേക്ക് ഉരുളുന്ന ഒരു പന്തിനെ അതിന്റെ ചലനത്തിന്റെ ദിശയ്ക്ക് എതിരായി ഒരു ബലം പ്രയോഗിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് നിർത്താം. ഈ ഉദാഹരണങ്ങളിൽ, ബലത്തിന്റെ ബാഹ്യ ഏജൻസി (കൈകൾ, കാറ്റ്, ഒഴുക്ക് മുതലായവ) വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കത്തിലാണ്. ഇത് എല്ലായ്പ്പോഴും ആവശ്യമില്ല. ഒരു കെട്ടിടത്തിന്റെ മുകളിൽ നിന്ന് വിട്ട ഒരു കല്ല് ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകർഷണ വലിവ് മൂലം താഴേക്ക് ത്വരണം പ്രാപിക്കുന്നു. ഒരു ബാർ കാന്തം ഒരു ഇരുമ്പ് ആണിയെ ദൂരത്തിൽ നിന്ന് ആകർഷിക്കാം. ഇത് ബാഹ്യ ഏജൻസികൾക്ക് (ഉദാ. ഗുരുത്വാകർഷണ, കാന്തിക ബലങ്ങൾ) ദൂരത്തിൽ നിന്ന് പോലും ഒരു വസ്തുവിൽ ബലം പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് കാണിക്കുന്നു.

ചുരുക്കത്തിൽ, ഒരു നിശ്ചല വസ്തുവിനെ ചലനത്തിലാക്കാനോ ചലിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിനെ നിർത്താനോ ഒരു ബലം ആവശ്യമാണ്, ഈ ബലം നൽകുന്നതിന് ചില ബാഹ്യ ഏജൻസികൾ ആവശ്യമാണ്. ബാഹ്യ ഏജൻസി വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കത്തിലാകാം അല്ലെങ്കിൽ ഇല്ലാതിരിക്കാം. ഇതുവരെ എല്ലാം ശരിയാണ്. പക്ഷേ ഒരു വസ്തു ഏകീകൃതമായി ചലിക്കുകയാണെങ്കിൽ (ഉദാ. ഒരു തിരശ്ചീന ഐസ് സ്ലാബിൽ സ്ഥിര വേഗതയിൽ നേർരേഖയിൽ ചലിക്കുന്ന ഒരു സ്കേറ്റർ) എങ്കിൽ എന്ത്? ഒരു വസ്തുവിനെ ഏകീകൃത ചലനത്തിൽ നിലനിർത്താൻ ഒരു ബാഹ്യബലം ആവശ്യമാണോ?

4.2 അരിസ്റ്റോട്ടിലിന്റെ തെറ്റിദ്ധാരണ

മുകളിൽ ഉന്നയിച്ച ചോദ്യം ലളിതമായി തോന്നാം. എന്നിരുന്നാലും, അതിന് ഉത്തരം നൽകാൻ വളരെ കാലം എടുത്തു. തീർച്ചയായും, പതിനേഴാം നൂറ്റാണ്ടിൽ ഗലീലിയോ നൽകിയ ഈ ചോദ്യത്തിന്റെ ശരിയായ ഉത്തരം ന്യൂട്ടോണിയൻ യാന്ത്രികശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിത്തറയായിരുന്നു, ഇത് ആധുനിക ശാസ്ത്രത്തിന്റെ ജനനത്തിന് സൂചന നൽകി.

ഗ്രീക്ക് ചിന്തകനായ അരിസ്റ്റോട്ടിൽ (ക്രി.മു. 384 - ക്രി.മു. 322) ഒരു വസ്തു ചലിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അത് ചലിപ്പിക്കുന്നത് തുടരാൻ എന്തെങ്കിലും ബാഹ്യമായി ആവശ്യമാണെന്ന അഭിപ്രായമാണ് ഉണ്ടായിരുന്നത്. ഈ കാഴ്ചപ്പാട് അനുസരിച്ച്, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു വില്ലിൽ നിന്ന് വിട്ട അമ്പ് അതിന് പിന്നിലെ വായു അതിനെ തള്ളിക്കൊണ്ടേയിരിക്കുന്നതിനാൽ പറക്കുന്നത് തുടരുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിലെ വസ്തുക്കളുടെ ചലനത്തെക്കുറിച്ച് അരിസ്റ്റോട്ടിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത വിശദമായ ആശയങ്ങളുടെ ഒരു ചട്ടക്കൂടിന്റെ ഭാഗമായിരുന്നു ഈ കാഴ്ചപ്പാട്. ചലനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള അരിസ്റ്റോട്ടിലിയൻ ആശയങ്ങളിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഇപ്പോൾ തെറ്റാണെന്ന് അറിയാം, അവ നമ്മെ ബാധിക്കേണ്ടതില്ല. ഇവിടെ നമ്മുടെ ആവശ്യത്തിന്, അരിസ്റ്റോട്ടിലിയൻ ചലന നിയമം ഇങ്ങനെ പറയാം: ഒരു വസ്തുവിനെ ചലനത്തിൽ നിലനിർത്താൻ ഒരു ബാഹ്യബലം ആവശ്യമാണ്.

നാം കാണുന്നതുപോലെ, അരിസ്റ്റോട്ടിലിയൻ ചലന നിയമം തെറ്റാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ആർക്കും പൊതുഅനുഭവത്തിൽ നിന്ന് പിടിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു സ്വാഭാവിക കാഴ്ചപ്പാടാണിത്. തറയിൽ ഒരു ലളിതമായ (വൈദ്യുതിയല്ലാത്ത) കളിപ്പാട്ട കാറുമായി കളിക്കുന്ന ഒരു ചെറിയ കുട്ടി പോലും അതിനെ ചലിപ്പിക്കുന്നത് തുടരാൻ കുറച്ച് ബലം ഉപയോഗിച്ച് കളിപ്പാട്ട കാറുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കയറ് നിരന്തരം വലിക്കേണ്ടതുണ്ടെന്ന് അന്തർജ്ഞാനത്തിൽ അറിയാം. അത് കയർ വിട്ടാൽ, അത് നിശ്ചലമാകുന്നു. ഈ അനുഭവം മിക്ക ഭൗമ ചലനങ്ങൾക്കും പൊതുവായതാണ്. വസ്തുക്കളെ ചലനത്തിൽ നിലനിർത്താൻ ബാഹ്യബലങ്ങൾ ആവശ്യമാണെന്ന് തോന്നുന്നു. അവ സ്വയം വിട്ടാൽ, എല്ലാ വസ്തുക്കളും ഒടുവിൽ നിശ്ചലമാകുന്നു.

അരിസ്റ്റോട്ടിലിന്റെ വാദത്തിലെ തെറ്റ് എന്താണ്? ഉത്തരം: ഒരു ചലിക്കുന്ന കളിപ്പാട്ട കാർ നിശ്ചലമാകുന്നത് തറയുടെ കാറിന്റെ മേലുള്ള ഘർഷണത്തിന്റെ ബാഹ്യബലം അതിന്റെ ചലനത്തെ എതിർക്കുന്നതിനാലാണ്. ഈ ബലത്തെ എതിർക്കാൻ, കുട്ടി കാറിൽ ചലനത്തിന്റെ ദിശയിൽ ഒരു ബാഹ്യബലം പ്രയോഗിക്കണം. കാർ ഏകീകൃത ചലനത്തിലാകുമ്പോൾ, അതിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബാഹ്യബലങ്ങളുടെ ആകെത്തുക പൂജ്യമാണ്: കുട്ടിയുടെ ബലം തറയുടെ ബലത്തെ (ഘർഷണം) റദ്ദാക്കുന്നു. അനന്തരഫലം: ഘർഷണം ഇല്ലാതിരുന്നെങ്കിൽ, കളിപ്പാട്ട കാറിനെ ഏകീകൃത ചലനത്തിൽ നിലനിർത്താൻ കുട്ടിക്ക് ഒരു ബലവും പ്രയോഗിക്കേണ്ടതില്ല.

ഘർഷണം (ഖരവസ്തുക്കൾ) വിസ്കസ് ബലങ്ങൾ (ദ്രാവകങ്ങൾക്ക്) പോലുള്ള എതിർച്ചാ ബലങ്ങൾ സ്വാഭാവിക ലോകത്തിൽ എല്ലായ്പ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു. വസ്തുക്കളെ ഏകീകൃത ചലനത്തിൽ നിലനിർത്താൻ ഘർഷണ ബലങ്ങളെ മറികടക്കാൻ ബാഹ്യ ഏജൻസികളുടെ ബലങ്ങൾ ആവശ്യമായത് ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു. ഇപ്പോൾ അരിസ്റ്റോട്ടിൽ എവിടെയാണ് തെറ്റ് പറ്റിയതെന്ന് നമുക്ക് മനസ്സിലാകുന്നു. ഈ പ്രായോഗിക അനുഭവം അദ്ദേഹം ഒരു അടിസ്ഥാന വാദത്തിന്റെ രൂപത്തിൽ കോഡ് ചെയ്തു. ബലങ്ങൾക്കും ചലനത്തിനുമുള്ള പ്രകൃതിയുടെ യഥാർത്ഥ നിയമം കണ്ടെത്താൻ, ഘർഷണ ബലങ്ങൾ എതിർക്കാതെ ഏകീകൃത ചലനം സാധ്യമായ ഒരു ലോകം സങ്കൽപ്പിക്കണം. ഗലീലിയോ ചെയ്തത് ഇതാണ്.

4.3 ജഡത്വ നിയമം

ഗലീലിയോ ഒരു ചെരിഞ്ഞ തലത്തിലുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ചലനം പഠിച്ചു. വസ്തുക്കൾ (i) ഒരു ചെരിഞ്ഞ തലത്തിൽ താഴേക്ക് ചലിക്കുമ്പോൾ ത്വരണം പ്രാപിക്കുന്നു, അതേസമയം (ii) മുകളിലേക്ക് ചലിക്കുന്നവ മന്ദീകരിക്കുന്നു. (iii) തിരശ്ചീന തലത്തിലുള്ള ചലനം ഒരു ഇടത്തരം സാഹചര്യമാണ്. ഘർഷണമില്ലാത്ത തിരശ്ചീന തലത്തിൽ ചലിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിന് ത്വരണമോ മന്ദീകരണമോ ഉണ്ടാകരുതെന്ന് ഗലീലിയോ നിഗമനം ചെയ്തു, അതായത് അത് സ്ഥിര വേഗതയിൽ (ചിത്രം 4.1(a)) ചലിക്കണം.

ചിത്രം 4.1(a)

ഒരേ നിഗമനത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്ന ഗലീലിയോയുടെ മറ്റൊരു പരീക്ഷണത്തിൽ ഇരട്ട ചെരിഞ്ഞ തലം ഉൾപ്പെടുന്നു. വിശ്രമാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് വിട്ട ഒരു പന്ത് താഴേക്ക് ഉരുളുകയും മറ്റേതിൽ കയറുകയും ചെയ്യുന്നു. തലങ്ങൾ മിനുസമാർന്നതാണെങ്കിൽ, പന്തിന്റെ അന്തിമ ഉയരം പ്രാരംഭ ഉയരത്തിന് ഏതാണ്ട് തുല്യമാണ് (അല്പം കുറവ് എന്നാൽ ഒരിക്കലും കൂടുതലല്ല). ആദർശ സാഹചര്യത്തിൽ, ഘർഷണം ഇല്ലാത്തപ്പോൾ, പന്തിന്റെ അന്തിമ ഉയരം അതിന്റെ പ്രാരംഭ ഉയരത്തിന് തുല്യമാണ്.

രണ്ടാമത്തെ തലത്തിന്റെ ചരിവ് കുറച്ച് പരീക്ഷണം ആവർത്തിച്ചാൽ, പന്ത് ഇപ്പോഴും അതേ ഉയരത്തിൽ എത്തും, പക്ഷേ അങ്ങനെ ചെയ്യുമ്പോൾ, അത് കൂടുതൽ ദൂരം സഞ്ചരിക്കും. പരിമിതപ്പെടുത്തിയ സാഹചര്യത്തിൽ, രണ്ടാമത്തെ തലത്തിന്റെ ചരിവ് പൂജ്യമാകുമ്പോൾ (അതായത് തിരശ്ചീനമാണ്) പന്ത് അനന്തമായ ദൂരം സഞ്ചരിക്കുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, അതിന്റെ ചലനം ഒരിക്കലും നിലയ്ക്കുന്നില്ല. തീർച്ചയായും, ഇതൊരു ആദർശീകൃത സാഹചര്യമാണ് (ചിത്രം 4.1(b))

ചിത്രം 4.1(b) ഇരട്ട ചെരിഞ്ഞ തലത്തിലെ ഒരു പന്തിന്റെ ചലനത്തിന്റെ നിരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്നാണ് ഗലീലിയോ ജഡത്വ നിയമം അനുമാനിച്ചത്.

പ്രായോഗികമായി, തിരശ്ചീന തലത്തിൽ ഒരു പരിമിതമായ ദൂരം ചലിച്ച ശേഷം പന്ത് നിർത്തുന്നു, കാരണം എതിർക്കുന്ന ഘർഷണ ബലം പൂർണ്ണമായും ഇല്ലാതാക്കാൻ കഴിയില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ഘർഷണം ഇല്ലാതിരുന്നെങ്കിൽ, പന്ത് തിരശ്ചീന തലത്തിൽ സ്ഥിര വേഗതയിൽ ചലിക്കുന്നത് തുടരും. അരിസ്റ്റോട്ടിലിനെയും അദ്ദേഹത്തെ പിന്തുടർന്നവരെയും ഒഴിവാക്കിയ ചലനത്തെക്കുറിച്ച് ഗലീലിയോ ഒരു പുതിയ ഉൾക്കാഴ്ചയിലെത്തി. നിശ്ചലാവസ്ഥയും ഏകീകൃത രേഖീയ ചലനത്തിന്റെ അവസ്ഥയും (സ്ഥിര വേഗതയുള്ള ചലനം) തുല്യമാണ്. രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളിലും, വസ്തുവിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ആകെ ബലം ഇല്ല. ഒരു വസ്തുവിനെ ഏകീകൃത ചലനത്തിൽ നിലനിർത്താൻ ഒരു ആകെ ബലം ആവശ്യമാണെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നത് തെറ്റാണ്. ഒരു വസ്തുവിനെ ഏകീകൃത ചലനത്തിൽ നിലനിർത്താൻ, ഘർഷണ ബലത്തെ നേരിടാൻ ഒരു ബാഹ്യബലം പ്രയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്, അങ്ങനെ രണ്ട് ബലങ്ങളും പൂജ്യം ആകെ ബാഹ്യബലമായി സംഗ്രഹിക്കുന്നു.

സംഗ്രഹിക്കാം, ആകെ ബാഹ്യബലം പൂജ്യമാണെങ്കിൽ, നിശ്ചലാവസ്ഥയിലുള്ള ഒരു വസ്തു നിശ്ചലമായി തുടരുകയും ചലനത്തിലുള്ള ഒരു വസ്തു ഏകീകൃത വേഗതയിൽ ചലിക്കുന്നത് തുടരുകയും ചെയ്യുന്നു. വസ്തുവിന്റെ ഈ സ്വഭാവത്തെ ജഡത്വം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ജഡത്വം എന്നാൽ ‘മാറ്റത്തിനുള്ള പ്രതിരോധം’ എന്നാണ്. ഒരു ബാഹ്യബലം അതിനെ മാറ്റാൻ നിർബന്ധിക്കുന്നില്ലെങ്കിൽ, ഒരു വസ്തു അതിന്റെ നിശ്ചലാവസ്ഥയോ ഏകീകൃത ചലനാവസ്ഥയോ മാറ്റുന്നില്ല.

പ്രാചീന ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രത്തിലെ ചലനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആശയങ്ങൾ

പ്രാചീന ഇന്ത്യൻ ചിന്തകർ ചലനത്തെക്കുറിച്ച് ഒരു വിശദമായ ആശയ വ്യവസ്ഥയിലെത്തിയിരുന്നു. ചലനത്തിന്റെ കാരണമായ ബലം വ്യത്യസ്ത തരത്തിലുള്ളതായി കരുതപ്പെട്ടിരുന്നു: തുടർച്ചയായ മർദ്ദം (നോദനം) മൂലമുള്ള ബലം, ഒരു കപ്പലിൽ കാറ്റിന്റെ ബലം പോലെ; ആഘാതം (അഭിഘാത്), ഒരു കുശവന്റെ വടി ചക്രത്തിൽ അടിക്കുമ്പോൾ; നേർരേഖയിൽ (വേഗ) ചലിക്കാനുള്ള സ്ഥിരമായ പ്രവണത (സംസ്കാര) അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സ്പ്രിംഗ് പോലുള്ള വസ്തുവിന്റെ ആകൃതി പുനഃസ്ഥാപിക്കൽ; ഒരു കയർ, വടി മുതലായവയാൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെട്ട ബലം. വൈശേഷിക സിദ്ധാന്തത്തിലെ (വേഗ) എന്ന ആശയം ജഡത്വത്തിന്റെ ആശയത്തോട് ഏറ്റവും അടുത്തായി വരാം. നേർരേഖയിൽ ചലിക്കാനുള്ള പ്രവണതയായ വേഗ, അന്തരീക്ഷം ഉൾപ്പെടെയുള്ള വസ്തുക്കളുമായുള്ള സമ്പർക്കത്താൽ എതിർക്കപ്പെടുന്നതായി കരുതപ്പെട്ടിരുന്നു, ഇത് ഘർഷണത്തിന്റെയും വായു പ്രതിരോധത്തിന്റെയും ആശയങ്ങൾക്ക് സമാന്തരമാണ്. ഒരു വിസ്തൃത വസ്തുവിന്റെ വ്യത്യസ്ത തരം ചലനങ്ങൾ (സ്ഥാനാന്തരണം, ഭ്രമണം, കമ്പനം) അതിന്റെ ഘടക കണങ്ങളുടെ സ്ഥാനാന്തരണ ചലനത്തിൽ നിന്ന് മാത്രമാണ് ഉണ്ടാകുന്നതെന്ന് ശരിയായി സംഗ്രഹിച്ചു. കാറ്റിൽ വീഴുന്ന ഒരു ഇലയ്ക്ക് മൊത്തത്തിൽ താഴേക്കുള്ള ചലനം (പതനം) ഉണ്ടാകാം, അതുപോലെ ഭ്രമണ, കമ്പന ചലനങ്ങളും (ഭ്രമണം, സ്പന്ദനം), എന്നാൽ ഇലയുടെ ഓരോ കണികയ്ക്കും ഒരു നിമിഷം ഒരു നിശ്ചിത (ചെറിയ) സ്ഥാനാന്തരണം മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ. ഇന്ത്യൻ ചിന്തയിൽ ചലനത്തിന്റെ അളവും നീളത്തിന്റെയും സമയത്തിന്റെയും യൂണിറ്റുകളും കണക്കാക്കുന്നതിൽ ഗണ്യമായ ശ്രദ്ധ ഉണ്ടായിരുന്നു. മൂന്ന് അക്ഷങ്ങളിൽ അളന്ന ദൂരം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു കണികയുടെ സ്ഥാനം സൂചിപ്പിക്കാമെന്ന് അറിയാമായിരുന്നു. ഭാസ്കരൻ (1150 എ.ഡി.) ‘തൽക്കാലിക ചലനം’ (തത്കാലികി ഗതി) എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിച്ചു, ഇത് ഡിഫറൻഷ്യൽ കാൽക്കുലസ് ഉപയോഗിച്ച് തൽക്കാലിക പ്രവേഗത്തിന്റെ ആധുനിക ആശയത്തെ പ്രതീക്ഷിച്ചു. ഒരു തരംഗവും ഒരു പ്രവാഹവും (ജലത്തിന്റെ) തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം വ്യക്തമായി മനസ്സിലാക്കി; ഒരു പ്രവാഹം ഗുരുത്വാകർഷണത്തിനും ദ്രാവകത്വത്തിനും കീഴിലുള്ള ജല കണങ്ങളുടെ ചലനമാണ്, അതേസമയം ഒരു തരംഗം ജല കണങ്ങളുടെ കമ്പനങ്ങളുടെ കൈമാറ്റത്തിൽ നിന്നാണ് ഉണ്ടാകുന്നത്.

4.4 ന്യൂട്ടന്റെ ആദ്യത്തെ ചലന നിയമം

ഗലീലിയോയുടെ ലളിതമായ, പക്ഷേ വിപ്ലവകരമായ ആശയങ്ങൾ അരിസ്റ്റോട്ടിലിയൻ യാന്ത്രികശാസ്ത്രത്തെ നിരാകരിച്ചു. ഒരു പുതിയ യാന്ത്രികശാസ്ത്രം വികസിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ടായിരുന്നു. എല്ലായ്പ്പോഴുമുള്ള ഏറ്റവും മഹത്തായ ശാസ്ത്രജ്ഞരിൽ ഒരാളായ ഐസക് ന്യൂട്ടൻ ഈ ചുമതല ഏകാകിയായി നിർവഹിച്ചു.

ന്യൂട്ടൻ ഗലീലിയോയുടെ ആശയങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, അദ്ദേഹത്തിന്റെ പേരിലുള്ള മൂന്ന് ചലന നിയമങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ യാന്ത്രികശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിത്തറ സ്ഥാപിച്ചു. ഗലീലിയോയുടെ ജഡത്വ നിയമം അദ്ദേഹത്തിന്റെ ആരംഭ ബിന്ദുവായിരുന്നു, അത് അദ്ദേഹം ആദ്യത്തെ ചലന നിയമമായി രൂപപ്പെടുത്തി:

എല്ലാ വസ്തുക്കളും അവയുടെ നിശ്ചലാവസ്ഥയിലോ നേർരേഖയിലുള്ള ഏകീകൃത ചലനാവസ്ഥയിലോ തുടരുന്നു, അല്ലാത്തപക്ഷം പ്രവർത്തിക്കാൻ ചില ബാഹ്യബലങ്ങളാൽ നിർബന്ധിതരാകുന്നില്ലെങ്കിൽ.

നിശ്ചലാവസ്ഥയോ ഏകീകൃത രേഖീയ ചലനാവസ്ഥയോ രണ്ടും പൂജ്യം ത്വരണം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ആദ്യത്തെ ചലന നിയമം ലളിതമായി പ്രകടിപ്പിക്കാം:

ഒരു വസ്തുവിലെ ആകെ ബാഹ്യബലം പൂജ്യമാണെങ്കിൽ, അതിന്റെ ത്വരണം പൂജ്യമാണ്. വസ്തുവിൽ ഒരു ആകെ ബാഹ്യബലം ഉള്ളപ്പോൾ മാത്രമേ ത്വരണം പൂജ്യമല്ലാതാകൂ.

പ്രായോഗികമായി ഈ നിയമം പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ രണ്ട് തരം സാഹചര്യങ്ങൾ നേരിടുന്നു. ചില ഉദാഹരണങ്ങളിൽ, വസ്തുവിലെ ആകെ ബാഹ്യബലം പൂജ്യമാണെന്ന് നമുക്കറിയാം. അതിനാൽ വസ്തുവിന്റെ ത്വരണം പൂജ്യമാണെന്ന് നമുക്ക് നിഗമനം ചെയ്യാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇന്റർസ്റ്റെല്ലാർ സ്പേസിലെ ഒരു സ്പേസ്ഷിപ്പ്, മറ്റെല്ലാ വസ്തുക്കളിൽ നിന്നും വളരെ അകലെയാണ്, അതിന്റെ എല്ലാ റോക്കറ്റുകള