เซอร์ ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษถือกาเนิดใน ปี ค.ศ.1642 (พ.ศ.2185) นิวตันสนใจดาราศาสตร์ และประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง (Reflecting telescope) ขึ้นโดยใช้โลหะเงาเว้าในการรวมแสงแทนการใช้เลนส์ในกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง (Refracting telescope) นิวตันติดใจในปริศนาที่ว่า แรงอะไรทาให้ผลแอปเปิลตกสู่พื้นดินและตรึงดวงจันทร์ไว้กับโลก สิ่งนี้เองนาเขาไปสู่การค้นพบกฎแรงโน้มถ่วง 3 ข้อ

                        กฎข้อที่ 1 กฎของความเฉื่อย (Inertia) "วัตถุที่หยุดนิ่งจะพยายามหยุดนิ่งอยู่กับที่ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทา ส่วนวัตถุที่เคลื่อนที่จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ตราบที่ไม่มีแรงภายนอกมากระทาเช่นกัน"

                      กฎข้อที่ 2 กฎของแรง (Force) "ความเร่งของวัตถุแปรผันตามแรงที่กระทาต่อวัตถุ แต่แปรผกผันกับมวลของวัตถุ”

 

                          ถ้าเราผลักวัตถุให้แรงขึ้น ความเร่งของวัตถุก็จะมากขึ้นตามไปด้วย 

                          ถ้าเราออกแรงเท่าๆ กัน ผลักวัตถุสองชนิดซึ่งมีมวลไม่เท่ากัน วัตถุที่มีมวลมากจะเคลื่อนที่ด้วย ความเร่งน้อยกว่าวัตถุที่มีมวลน้อย

 

                     กฎข้อที่ 3 กฎของแรงปฏิกิริยา "แรงที่วัตถุที่หนึ่งกระทาต่อวัตถุที่สอง ย่อมเท่ากับ แรงที่วัตถุที่สองกระทาต่อวัตถุที่หนึ่ง แต่ทิศทางตรงข้ามกัน” หรือกล่าวอย่างสั้นๆ ว่า แรงกริยาเท่ากับแรงปฏิกิริยา (Action = Reaction) โดยที่แรงทั้งสองจะเกิดขึ้นพร้อมกัน นิวตันอธิบายว่า ขณะที่ดวงอาทิตย์มีแรงกระทาต่อดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์ก็มีแรงกระทาต่อดวงอาทิตย์ ในปริมาณที่เท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้าม และนั่นคือแรงดึงดูดร่วม

                     นิวตันได้ใช้กฎการแปรผกผันยกกาลังสอง อธิบายเรื่องการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ตามกฎทั้งสามข้อของเคปเลอร์ ดังนี้

                          ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรี โดยได้รับอิทธิพลจากระยะทางและแรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์

                          ในวงโคจรรูปวงรี ดาวเคราะห์เคลื่อนที่เร็วเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ และเคลื่อนที่ช้าลงเมื่อห่างไกลจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากกฎการแปรผกผันยกกาลังสอง

                          ดาวเคราะห์ดวงในเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าดาวเคราะห์ดวงนอก เป็นเพราะว่าอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากกว่า จึงมีแรงโน้มถ่วงระหว่างกันมากกว่า ภาพที่ 7 การแปรผกผันยกกาลังสอง

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ภาพ การแปรผกผันยกกาลังสอง