Newton publicou duas obras fundamentais:

Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural), ou simplesmente "Principia". Publicada em 1687, em latim, que era a língua "oficial" dos meios eruditos na época. Obra monumental. Newton começa definindo o que é Massa, Quantidade de Movimento, Inércia, Força e Força Centrípeta ("Definições").

Seguem-se os "Axiomas, ou Leis do Movimento" que são as famosas "três leis de Newton" e seus corolários (soma e decomposição vetorial, independência, relatividade). No "Livro I - O Movimento dos Corpos" Newton analisa todo tipo de movimento, retilíneo, circular, parabólico,oscilatório, elíptico, pendular, etc. É interessante notar que, embora dispondo da ferramenta mais moderna, que é o cálculo diferencial, Newton faz todas as demonstrações usando elegantemente apenas proporções geométricas, que era o "cânone" da época. No "Livro II - O Movimento dos Corpos em Meios Resistentes", Newton passa a analisar o movimento de corpos em meios sujeitos ao atrito, e compara resultados experimentais com as previsões teóricas. Novamente ele esgota o assunto, estendendo a análise a todos os movimentos e todos os meios possíveis. Analisa a propagação de ondas em meios elásticos e deduz a velocidade do som. No "Livro III - O Sistema do Mundo" Newton começa expondo suas "Regras de Raciocínio em Filosofia", em seguida expõe sua teoria da gravitação universal, e a partir dela explica, entre outros fatos: as órbitas elípticas dos planetas, da lua e dos satélites de júpiter; as órbitas parabólicas dos cometas; as marés; a precessão dos equinócios; o formato da Terra; o movimento de nutação (oscilação do eixo de rotação da Terra), e compara todas as previsões com dados minuciosamente tabelados. Na conclusão da obra Newton da contornos mais atuais ao método científico, restringindo seus objetivos. Não trata-se mais de buscar uma explicação mecânica ou "compreensível" de como as coisas acontecem (como a hipótese dos "vórtices" de Descartes, para explicar o movimento dos planetas), mas de simplesmente se comparar matematicamente grandezas que podem ser medidas. No último parágrafo, Newton mostra a esperança de que todos os fatos da natureza, como a eletricidade e o funcionamento do cérebro, por exemplo, sejam causados por uma combinação de forças mecânicas - o "espírito elástico" e elétricas - o"espírito elétrico" (e em última análise sejam susceptíveis de uma investigação racional e quantitativa, que é o pilar fundamental da ciência moderna).

"Mas essas são coisas não podem ser explicadas em poucas palavras, nem estamos nós providos da quantidade de experimentos que são requeridos para uma determinação e demonstração acuradas das leis pelas quais operam estes espíritos elétricos e elásticos.", termina o grande Newton, de maneira quase ingênua. 

Optics (Óptica). Publicado em 1704, em inglês. Existe uma boa tradução para o português do físico André Assis. Ao contrário do Principia, é uma obra mais acessível e de leitura agradável. Mostra um Newton mais físico do que matemático. A engenhosidade dos experimentos, a clareza da exposição e a perspicácia das observações fazem desse livro um manual de física experimental. 



Axiomas, ou Leis do Movimento - por Isaac Newton

Lei I: Todo corpo continua no seu estado de repouso, ou de movimento uniforme numa linha reta, a não ser que seja compelido a mudar este estado por forças atuando sobre ele. Projéteis continuam nos seus movimentos, enquanto não forem freados pela resistência do ar, ou impelidos para baixo pela força de gravidade. Um pião, cujas partes, por sua coesão, são continuamente desviadas do movimento retilíneo, não cessa sua rotação, a não ser que seja freado pelo ar. Os corpos bem maiores dos planetas e cometas, encontrando menos resistência nos espaços mais livres, preservam seus movimentos, tanto progressivo como circular, por um tempo muito mais longo. 

Lei II: A mudança de movimento é proporcional à força motriz aplicada; e é feita na direção da linha reta na qual a força é aplicada. Se uma certa força gera um movimento, uma força dupla vai gerar um movimento duplo, uma força tripla um movimente triplo, seja a força aplicada totalmente e de uma vez, ou gradualmente e sucessivamente. E esse movimento (sendo sempre na mesma direção da força geradora), se o corpo se movia antes, é adicionado ou subtraído do movimento inicial, de acordo com o sentido de ambos sejam iguais ou diretamente contrários; ou se combinam obliqüamente, quando são oblíqüos, de maneira a produzir um novo movimento composto da determinação de ambos.

Lei III: Para cada reação existe sempre uma reação igual e oposta: ou, as ações mútuas de dois corpos um no outro são sempre iguais, e dirigidas às partes contrárias. Qualquer coisa que puxe ou empurre outra coisa é do mesmo modo puxado e empurrado por essa coisa. Se você pressiona uma pedra com seu dedo, o dedo também é pressionado pela pedra. Se um cavalo puxar uma pedra presa numa corda, o cavalo (se posso dizer assim) será igualmente puxado para trás em direção à pedra; já que a corda distendida, pelo mesmo esforço para relaxar ou se contrair, vai puxar tanto o cavalo em direção à pedra quanto a pedra em direção ao cavalo, e vai obstruir o progresso de um na mesma intensidade que impulsiona o (progresso) do outro. Se um corpo afeta atua sobre outro, e por sua força muda o movimento do outro, esse corpo também (por causa da igualdade da pressão mútua) irá sofre uma mudança igual, no seu movimento, em sentido contrário. As mudanças provocadas por essas ações são iguais, não nas velocidades mas no movimento dos corpos; isto é, se os corpos não forem bloqueados por quaisquer outros impedimentos. Já que, porque os movimentos são modificados igualmente, as mudanças nas velocidades feita na direção das partes contrárias são inversamente proporcionais aos corpos. Esta lei também se aplica à atrações, como será provado no próximo Scholium.



Definições

Definição I: A quantidade de matéria é a medida da mesma, derivada simultaneamente de sua densidade e volume. Então ar de densidade dupla, num espaço duplo, será quádruplo em quantidade; num espaço triplo, sêxtuplo em quantidade. A mesma coisa deve ser entendida da neve, e poeira fina ou pós, que são condensados por compressão ou liquefação, ou de todos os corpos que sejam por quaisquer causas condensados diferentemente. Não estou considerando um meio, se existir algum, que preencha livremente os interstícios entre as partes dos corpos. É essa quantidade que denominarei de aqui em diante pelo nome de corpo ou massa. E a mesma é conhecida pelo peso de cada corpo, já que ela é proporcional ao peso, como eu descobri por experimentos com pêndulos, feitos muito acuradamente, que deverão ser expostos adiante.

Definição II: A quantidade de movimento é a medida do mesmo, derivada simultaneamente da velocidade e quantidade de matéria. O movimento do todo é a soma do movimento das partes; então em um corpo duplo em quantidade, com uma velocidade igual, o movimento é duplo; com o dobro da velocidade, é quádruplo.

Definição III: A vis insista, ou força inata da matéria, é o poder de resistência, pelo qual todo corpo, tanto quanto depende dele, continua no seu estado presente, seja ele de repouso, ou de movimento uniforme em uma linha reta. Esta força é sempre proporcional ao corpo que a contém..( ). Um corpo, pela natureza inerte da matéria, não é colocado, senão com dificuldade, no seu estado de repouso ou movimento. Por isso essa vis insista pode...( ) ser chamada inércia (vis inertiae) ou força de inatividade. Mas um corpo somente exerce essa força quando outra força, impressa sobre ele, o obriga a mudar sua condição; e o exercício desta força pode ser considerado os dois, resistência e impulso; ela é resistência enquanto o corpo, para manter seu estado presente, se opõe à força impressa; ela é impulso enquanto o corpo, por não aceitar facilmente a força impressa pelo outro, obriga este outro a modificar seu estado. Resistência é usualmente associada à corpos em repouso, e impulso àqueles em movimento; mas movimento e repouso, como concebidos popularmente, só são distinguidos relativamente... ( ) 

Definição IV: Uma força impressa é uma ação exercida sobre um corpo, de maneira a mudar seu estado, seja de repouso, ou de movimento uniforme numa linha reta. Esta força consiste na ação somente, e não permanece no corpo quando a ação termina. Porque um corpo mantém-se em cada novo estado em que é colocado, por sua inércia somente. ...( ) 

Definição V: Uma força centrípeta é aquela pela qual corpos são puxados ou impelidos, ou de alguma forma tendem, em direção a um ponto central. Deste tipo é a gravidade, pela qual os corpos tendem para o centro da Terra; ...( ); e a força, qualquer que seja ela, pela qual os planetas são continuamente desviados de seus movimentos retilíneos, nos quais de outra maneira iriam permanecer, e forçados a percorrer uma órbita curvilínea. ...(). A quantidade de qualquer força centrípeta pode ser considerada como de três tipos: absoluta, acelerativa e motora.

Definição VI: A quantidade absoluta de uma força centrípeta é a medida da mesma, proporcional à eficácia da causa que se propaga do centro, através dos espaços ao redor. (...)

Definição VII: A quantidade acelerativa de uma força centrípeta é a medida da mesma, proporcional à velocidade que ela gera num determinado tempo. ...( )

Definição VIII: A quantidade motora de uma força centrípeta é a medida da mesma, proporcional ao movimento que ela gera num determinado tempo. ...( )