F=GmM/r²式中m与M分别是两物体的质量，r为两者质的距离，G为引力常数。这一公式表明，两个物体之间的引力是它们各自的质量成正比，而与两者之间的距离平方成反比。牛顿一直在为如下的问题而绞尽脑汁。是作椭圆运动是是否也遵守平方反比定律的问题；二是偌大的地、日等天体，在讨论其引力大小时，是否可以按质来处理。经过20年的研究，终于获得了结果。首先牛顿通过严格的推理和数量计算，证明了两个物体相互吸引时，其中一物体必定围绕着另一个相对固定的物体运动，并且其轨道为椭圆；其次证明了地球、太阳等星体，如果全部质量都集中在中心其引力均保持不变，所以可把天体当作质点看待。便可以用处理质点的办法来处理天体间的引力作用，消除了长期以来在进行天体运动计算上的困惑。