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  這個實驗來自《自然哲學的數學原理》第三卷“論宇宙的系統”(英語:On the system of the world)中的第5到8頁,牛頓設想有一門加農炮架在一座非常高的山的山頂上。如果在沒有任何引力和空氣阻力條件下,炮彈應該沿著發射的方向以一條直線的軌跡遠離地球。如果有一個吸引力存在的話,炮彈會沿著一條不同的軌道運動,軌道的形狀取決於炮彈的初始速度。如果速度低的話,炮彈就會直接掉在地球上。如(A)和(B)執行軌跡的初始水平速度分別在0到7000米/秒之間。  如果速度達到了所在海拔的第一宇宙速度,炮彈將會沿著一個固定的環形軌道環繞地球,就像月球一樣。如(C)軌跡的初始水平速度是7300米/秒。  如果速度大於軌道速度,但小於第二宇宙速度的話,炮彈會沿著一個橢圓軌道環繞地球。如(D)軌跡的初始水平速度在7300米/秒到10000米/秒之間。  如果速度非常快,炮彈將會沿著一個拋物線(當速度恰好為第二宇宙速度)或者雙曲線(當速度大於第二宇宙速度)軌道逃離地球。如(E)軌道的初始水平速度約大於10000米/秒。

  旅行者金唱片中收錄了一張拍攝《自然哲學的數學原理》(第3卷,第6頁)牛頓大炮插圖的照片。
牛頓大炮(英語:Newton's cannonball)是物理學家艾薩克·牛頓闡述的一個思想實驗。牛頓用這個實驗來假設引力具有普適性,並且是行星運動的重要動力來源。這個實驗出現在牛頓的著作《自然哲學的數學原理》中。