1687年，イングランドのNewtonは運動に関する３つの法則を提唱しました。
この法則のうち，２つは中学のうちに習っているはずです。それも含めて，３つの法則を見ていきましょう。
運動の第一法則
運動の第一法則（慣性の法則）
物体系の外部から力を受けないか，受けていても合力が０の場合，静止している物体は静止し続け，運動している物体は等速直線運動を続ける。
物体は，それまでの運動を続けようとする性質（慣性）を持ちます。この法則を丸々覚えようとすると大変なので，つまりどういうこと？という部分を強調するなら，「力を加えていないなら，速度は常に一定」ということを意味している法則です。
速度が０であるなら，速度は０のまま。速度が何かしら値を持つなら，それと同じ値でずっと動き続けるわけなので等速運動，しかも力が加わらないなら物体は曲がることもないので，さらに直線運動でもあるわけですね。まとめて等速直線運動というわけです。
運動の第二法則
運動の第二法則(運動の法則)
物体に生じる加速度\(a\)は，はたらく力(の合力)\(F\)に比例し，質量に反作用する。
これが高校範囲で新たに出てくる３つ目のNewtonの法則です。３つの法則のうち，この法則だけ式があります。その関係なのかは分かりませんが，中学では習わずに高校に上がって初めて登場する法則ですね。
法則の意味はいたって簡単。 「物体は，押したら動く」 それだけです。物体は，どうやら押したら動くらしいんです。ということが1687年になって初めて分かりました。皆さん知ってましたか？物体はね，押したら動くらしいんですよ。
というのはさすがに1600年代の人を馬鹿にしすぎですね。実際は，それまでの時代では，ちょっと動く，早く動く，めっちゃ動く，のような違いでは説明ができていたようなんです。
ちょうど現代科学でいう台風のように，強い台風，非常に強い台風，猛烈な台風，なんていう感じで分けて，「非常に強い」の中の弱い方とか強い方とか，そういう細かいところは気にしていなかったんですよ。
Newtonはそれを数字で厳格に表して，具体的には加速度いくらで動く，と提唱したわけです。その部分に新規性があったわけですね。
運動の第三法則
運動の第三法則(作用・反作用の法則)
物体\(A\)から物体\(B\)に力を作用させると，物体\(B\)から物体\(A\)に，
Ⅰ 大きさが等しく
Ⅱ 互いに逆向きで
Ⅲ 同一作用線上 の反作用を受ける。
ある物体から別の物体へ力を加えるとき、力を「作用させる」と言います。なので、力を矢印で表すときに、矢印のスタート地点を力の作用点と呼んでいるわけですね。
一方で、物体に力を作用させると、必ず反対向きに力を受けます。これを「反作用を受ける」と言います。
ここからしばらくの話題は力学に限定されていますので、作用・反作用の関係は、ほぼ接触力での話になります。つまり、ある物体が力を作用させたときに受ける反作用は、必ず２つの物体が接しているときに登場するということです。
実際には遠隔力でも作用・反作用の法則は成立します。
たとえばある磁石を置いておいて、その\(N\)極にゆっくりと別の\(N\)極を近づけると、あるときに反作用を受けて、置いてある磁石は反発して動いてしまいますね。こういう例もあるわけです。
作用・反作用の法則と、力のつりあい
作用・反作用の法則と、力のつりあいの条件は、どちらも２力が
・同じ大きさ
・互いに逆向き
・同一作用線上
である、となっています。
図のように、天井から糸につながれたおもりがあります。
ここには、図のような５つの力が働いていますが、どれとどれが「作用・反作用」の関係になっていて、どれとどれが「力のつりあい」の関係になっているか、分かりますか？
まずは、これらの力を中学のときのように、「何が何を引く力」なのかということを書き出してみましょう。
① 天井 が 糸 を 引く力
② 糸 が 天井 を 引く力
③ 糸 が おもり を 引く力
④ おもり が 糸 を 引く力
⑤ 地球 が おもり を 引く力
となります。
このとき、「○が△を」引く力、と、言葉を入れ替えた「△が○を」引く力、というペアが作用・反作用の関係にあります。
つまり、①と②、③と④が作用・反作用の関係になっています。
また、「△を」の部分が共通しているものが、力のつりあいの関係にあります。
つまり、①と④、③と⑤が力のつりあいの関係になっています。
