牛顿第一定律指出：任何物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这也就是说，物体具有保持其运动状态的趋势，我们称之为惯性。  汽车行驶过程中，车内人员也处于运动状态，一旦发生碰撞，由于惯性，车内人员将继续保持原有的运动状态，直到受到外力作用。

牛顿第二定律指出：物体的加速度与其所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。公式表达为：F  =  ma，其中F表示合外力，m表示质量，a表示加速度。

在碰撞过程中，汽车的减速过程就是一个加速度变化的过程。减速越快，加速度越大，作用在乘客身上的力也越大，造成的伤害也越大。因此，安全装置的设计目的之一就是减小碰撞过程中乘客所受的加速度，延长碰撞时间，从而减小冲击力。

牛顿第三定律指出：当两个物体相互作用时，彼此施加于对方的力，大小相等，方向相反。  例如，汽车碰撞到障碍物时，汽车会对障碍物施加一个力，同时障碍物也会对汽车施加一个大小相等，方向相反的力。这个反作用力导致汽车的减速，并对车内人员造成伤害。

安全带是汽车中最基本的安全装置，它的作用是利用牛顿第一定律来限制乘客的惯性运动。当发生碰撞时，安全带能够约束乘客的身体，防止其向前冲撞，从而避免与车内物品或车身发生碰撞，减轻碰撞造成的伤害。安全带的设计通常会包含一些缓冲装置，例如松紧带，以减小碰撞瞬间的冲击力，延长受力时间，根据牛顿第二定律，减小加速度，从而降低冲击力。

安全气囊也是一种重要的被动安全装置，其作用也是基于牛顿第二定律。在发生碰撞时，安全气囊会在瞬间膨胀，形成一个缓冲层，从而延长乘客与方向盘或挡风玻璃等硬物之间的接触时间，减小加速度，降低冲击力。安全气囊的膨胀速度和充气量都经过精确的计算，以达到最佳的保护效果。安全气囊的填充物通常是惰性气体，保证安全可靠。

防抱死制动系统利用牛顿第二定律和摩擦力的原理来提高制动效率和车辆的操控性。在紧急制动时，ABS能够防止车轮抱死，保持车轮与地面的滚动，从而维持车辆的转向能力，避免车辆失控。当车轮抱死时，轮胎与地面的摩擦力会变小，制动距离会延长，危险性会大大增加。ABS通过控制制动系统的压力，防止车轮抱死，确保最佳的制动效果。

电子稳定程序也是一种基于牛顿定律的主动安全系统。ESP能够通过控制各个车轮的制动力和发动机动力，来保持车辆的稳定性。当车辆发生侧滑或失控时，ESP能够迅速介入，通过对车轮施加不同的制动力，调整车辆的姿态，防止车辆翻滚或偏离行驶路线。ESP系统依靠各种传感器来检测车辆的行驶状态，并根据牛顿定律计算出所需的控制力矩，从而确保车辆的安全行驶。

汽车的车身结构设计也与牛顿定律密切相关。现代汽车的车身结构通常采用高强度钢材或铝合金材料，目的是在碰撞过程中吸收能量，减少对车内人员的冲击。车身结构的变形能够延长碰撞时间，根据牛顿第二定律，降低加速度，减小冲击力。车身结构的设计需要考虑碰撞能量的吸收和传递路径，以最大限度地保护乘客的安全。

儿童安全座椅的设计也考虑了牛顿定律。儿童由于体重较轻，在碰撞过程中更容易受到伤害。儿童安全座椅能够为儿童提供额外的保护，限制其在碰撞过程中的惯性运动，减小冲击力。儿童安全座椅通常采用特殊的材料和设计，以吸收碰撞能量，保护儿童的安全。