تستمر السيارة في السير (الانسياب) بعد التوقف عن الضغط على دواسة الوقود. وتستخدم سيارة أخرى المكابح بقوة حتى تتوقف تماماً. بينما تنعطف سيارة ثالثة عند زاوية طريق دون تغيير سرعتها. وتتعامل الفيزياء مع كل حالة من هذه الحالات باعتبارها تندرج تحت السؤال نفسه: ما الذي يسبب تغير سرعة الجسم؟
تعني الحركة تغيّر الموقع. والكمية الأساسية هنا هي السرعة المتجهة ()، التي تعبّر عن مدى سرعة تغيّر الموقع واتجاه هذا التغيّر. وتُقاس هذه الكمية في النظام الدولي للوحدات بوحدة المتر في الثانية (). يمكن أن تتغير السرعة المتجهة بثلاث طرق: إما أن تزداد قيمتها (مقدارها)، أو تقل قيمتها، أو يتغير اتجاهها.
يُعرف التغير في السرعة المتجهة باسم التسارع (). يبيّن التسارع مدى سرعة تغيّر السرعة المتجهة في الثانية الواحدة، ويشير إلى الاتجاه الذي تُدفع فيه السرعة. وتُقاس هذه الكمية في النظام الدولي للوحدات بوحدة المتر في الثانية المربعة (). عند استخدام المكابح أثناء السير في خط مستقيم، تشير السرعة المتجهة إلى الأمام بينما يشير التسارع إلى الخلف. أما عند الانعطاف بسرعة ثابتة، فتظل قيمة السرعة (المقدار) ثابتة ولكن يتغير اتجاه السرعة المتجهة؛ ونتيجة لذلك، يظل هناك تسارع يشير نحو جهة الانعطاف الداخلية.
استخدم الموقف الموضّح بالرسوم التوضيحية لربط الأسهم بعملية كبح حقيقية، وللتمييز بين القوى والحركة الناتجة عنها.
القوة ليست هي نفسها الحركة؛ فالقوى تُعدّ مسبباتٍ مفترضة، بينما الحركة هي النتيجة التي يمكن قياسها.
القوة هي تفاعل يمكن أن يغير سرعة الجسم أو يسبب تشوهه. والقوة كمية متجهة، لذا فهي تمتلك مقداراً واتجاهاً. يُرمز لها بالرمز القياسي ، ووحدتها في النظام الدولي للوحدات هي النيوتن .
عند وصف قوة ما في الفيزياء، يجب تحديد ثلاثة أمور: الجهة المسببة للقوة (المؤثر)، والجسم الذي تقع عليه القوة (المتأثر)، والاتجاه الذي تختاره ليكون موجباً. على سبيل المثال، يمكن للطريق أن يدفع السيارة للأعلى، كما يمكن للمكابح أن تدفع السيارة للخلف من خلال قوة الاحتكاك عند الإطارات.
تشمل القوى التي ستصادفها في بداية هذا المقرر الدراسي ما يلي:
خطأ شائع: اعتبار القوة شيئاً يمتلكه الجسم، مثل مكوّن مخزّن داخله؛ فالقوة هي حدث يقع بين الأجسام، ولا توجد قوة دون وجود تفاعل.
الكتلة () هي مقياس لقصور الجسم الذاتي، أي مدى مقاومته لتغيرات السرعة. ووحدتها في النظام الدولي هي الكيلوغرام . فمن الصعب زيادة سرعة عربة تسوق ذات كتلة كبيرة، أو إبطاؤها، أو تغيير اتجاهها، لأن تغيير سرعتها يتطلب تفاعلاً أكبر.
الوزن () هو قوة؛ إنه قوة الجذب التي تؤثر على الجسم، ويكون اتجاهه نحو الأسفل بالقرب من سطح الأرض. وحدته في النظام الدولي هي النيوتن . يعتمد الوزن على شدة مجال الجاذبية المحلي ()، والتي تبلغ حوالي بالقرب من سطح الأرض.
تتمثل الحالة الفيزيائية في وجود جسم بالقرب من كوكب، حيث تكون الجاذبية منتظمة تقريباً على امتداد أبعاد الجسم. وتفترض هذه النمذجة أن الجسم صغير مقارنة بالكوكب، وأن قيمة ثابتة تقريباً في منطقة الحركة. وفي ظل هذه الظروف، ترتبط العلاقة بين الوزن والكتلة بالمعادلة:
حيث هو الوزن بالنيوتن، و هي الكتلة بالكيلوغرام، و هي شدة مجال الجاذبية بوحدة متر لكل ثانية مربعة. التحقق من الحالة الحدية: إذا كانت ، فإن ؛ وهذا يتوافق مع فكرة أن غياب الكتلة يعني عدم وجود شيء لتؤثر عليه الجاذبية بالسحب.
قارن بين قراءات الميزان على الأرض وعلى القمر للتمييز بين ما يتغير —وهو قوة الجاذبية— وبين ما يظل ثابتاً، وهو قصور الجسم الذاتي.