Questa legge afferma che ogni particella attrae ogni altra particella nell'universo con una forza direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra i loro centri. La formula è [latex]F = G frac{m_1 m_2}{r^2}[/latex], dove [latex]G[/latex] è la costante gravitazionale. Ha unificato i sistemi terrestri e celesti mechanics.
La legge di gravitazione universale di Newton è stata una conquista fondamentale, pubblicata anche nei suoi *Principia Mathematica*. Essa proponeva un unico principio universale per spiegare sia la caduta di un pianeta che quella di un pianeta. apple sulla Terra e sulle orbite dei pianeti attorno al Sole, unificando per la prima volta la meccanica terrestre e quella celeste.
La legge è espressa dall'equazione [latex]F = G frac{m_1 m_2}{r^2}[/latex]. Questa equazione racchiude diversi concetti fondamentali. La forza è proporzionale al prodotto delle due masse ([latex]m_1[/latex] e [latex]m_2[/latex]), indicando che la gravità è una proprietà della massa stessa. La forza segue una legge dell'inverso del quadrato, ovvero si indebolisce con il quadrato della distanza [latex]r[/latex] tra gli oggetti. Questa forma matematica è stata cruciale per derivare correttamente le leggi di Keplero sul moto planetario. La forza è sempre attrattiva e agisce lungo la linea che congiunge i centri dei due corpi. La costante di proporzionalità, [latex]G[/latex], è la costante gravitazionale universale, una costante fondamentale della natura il cui valore deve essere determinato sperimentalmente. Henry Cavendish la misurò per la prima volta con precisione nel 1798.
La teoria di Newton ebbe un successo incredibile, consentendo previsioni precise sulla posizione dei pianeti, spiegando le maree oceaniche come risultato dell'attrazione gravitazionale della Luna e del Sole, e portando persino alla scoperta di Nettuno attraverso le sue perturbazioni gravitazionali sull'orbita di Urano.
Nonostante il suo successo, la teoria presentava difficoltà concettuali, come l'idea di "azione a distanza", ovvero come la gravità potesse agire istantaneamente nello spazio vuoto. Inoltre, non riusciva a spiegare perfettamente la precessione dell'orbita di Mercurio. Questi problemi furono infine risolti dalla teoria della Relatività Generale di Albert Einstein, che descrive la gravità non come una forza, ma come la curvatura dello spaziotempo causata da massa ed energia. Ciononostante, la legge di Newton rimane un'approssimazione eccellente e altamente accurata per quasi tutte le applicazioni pratiche.
Correlato a: gravitazione,
newtonlegge dell'inverso del quadrato, gravità, meccanica celeste, orbite, costante di gravitazione universale, relatività generale.