一推、一拉，與一個古老的謎題
你整天都在使用力，只是沒有替它們命名：你推門、拉抽屜、靠著牆、提著袋子。物理學的起點，就是把這種日常感覺加以精確化。一個力就是某個物體施加在另一個物體上的一推或一拉。它永遠有大小與方向——所以力是一個向量，畫成一支箭頭，長度代表強度，箭尖指向作用的方向。
以下是困擾人類兩千年的謎題。把一顆球滾過地板，它會慢下來然後停住。亞里斯多德據此下結論：運動需要持續不斷的原因——把推力拿掉，運動就會消亡。這感覺顯然為真，卻也完全錯誤；看清為什麼錯，正是力學的第一次大躍進。
力是向量——把它們加成淨力
一個物體很少只受到單一力的作用。桌上的書受到重力向下拉、桌面向上推。在拔河中，繩子受到兩隊各自的拉力。真正主宰運動的，是單一的淨力：作用在物體上所有力的向量和。
淨力是作用在物體上所有個別力的向量和。
當兩個大小相等、方向相反的拉力互相抵消時，即使有力存在，淨力仍為零——這就是拔河的僵局。用下方的互動元件推動方塊：加入或移除各個力，看看真正決定接下來如何運動的，只有它們的總和。
牛頓第一運動定律：慣性定律
牛頓用一句話推翻了亞里斯多德。牛頓第一運動定律：靜止的物體保持靜止，運動中的物體以直線、等速率持續運動，除非有非零的淨力作用在它身上。等速度才是自然、不費力的狀態——而不是靜止。
使物體抗拒其運動狀態改變的性質，稱為慣性，其多寡由質量來衡量。滿載的卡車比腳踏車有更大的慣性：更難啟動、也更難停下。在平衡狀態下，當各力互相抵消時，第一定律可以用一個簡單條件來表達。
淨力為零意味著等速度（包含維持靜止）：這就是平移平衡。
定律成立之處：慣性參考系
這裡有個微妙之處。站在一輛突然剎車的公車上，你會向前傾倒，彷彿被某個不存在的東西推了一把。在那個加速的參考系中，第一定律看似失效。凡是第一定律確實成立的參考系——在其中不受力的物體真的會沿直線滑行——就稱為慣性參考系。那一傾，只是你的慣性帶著你向前，而公車在你腳下減速罷了。
第一定律告訴我們運動何時改變（只要淨力非零），但還沒說改變多少。一旦釘住那個定量關係——力、質量與加速度——你幾乎能預測任何東西的運動。那就是牛頓第二運動定律，也是下一篇的主題。