Zwaartekracht

In de jaren vóór Newton heerste er een algemeen geloof dat objecten in de lucht andere wetten beheersten dan objecten op aarde. Toen Kepler de drie wetten van de beweging van planeten opschreef en in detail de geometrische eigenschappen van de planetaire banen rond de zon uitlegde, bestond er geen onmiddellijk idee om hun verband met meer fundamentele wetten te onderscheiden. Het was Isaac Newton die in 1665-1666 het verband ontdekte tussen de beweging van planeten, de beweging van de maan rond de Aarde en het alledaagse fenomeen van objecten die op het aardoppervlak vallen. Dit universele fenomeen staat tegenwoordig bekend als zwaartekracht.

Hoewel het tegenwoordig gebruikelijk klinkt, was de bewering dat hetzelfde fenomeen de beweging van objecten op aarde en de beweging van de maan rond de Aarde regelt, revolutionair in de tijd van Newton. Hij ontdekte dat de versnelling van de centripetale maan rond de Aarde en de versnelling als gevolg van de zwaartekracht een verhouding hebben die omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand van het betreffende object tot de Aarde. Omdat de versnelling onafhankelijk is van de massa, moet de kracht volgens zijn bewegingswetten evenredig zijn aan de massa. Dit inzicht bracht hem ertoe de naar hem genoemde wet van de zwaartekracht te formuleren.

Een ander stukje informatie dat nodig was om de zwaartekrachtwet van Newton te voltooien was de zwaartekrachtconstante, die experimenteel werd afgeleid. Het eerste succesvolle experiment om de constante te meten werd uitgevoerd door Henry Cavendish. Zodra de waarde van deze constante bekend was, samen met de bewegingswetten van Newton, konden de wetten van Kepler voor de beweging van planeten worden afgeleid.