经典力学,又称古典力学或牛顿力学,是力学的一种,以三条牛顿运动定律作为基础,在宏观世界和低速状态下研究物体运动的有效方法.经典力学是作用于物体上的力学的一个物理模型.经典力学分为静力学(描述静止物体),运动学 (描述物体运动),和动力学(描述物体受力作用下的运动).虽然是英国科学家牛顿最早用数学描述把这些定律固定下来,但实际早在几百年前,另一位伟大的科学家伽利略就从实验中发现了这些定律.经典力学的这三条定律是现代物理学的基础,分别如下:
# 第一定律:如果物体处于静止状态或作匀速直线运动,只要没有外力作用,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态.这也叫惯性定律;
# 第二定律:物体的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比.加速度的方向与合力的方向相同.即a=frac{F}{m};
# 第三定律:两个物体的相互作用力总是大小相等,方向相反,同时出现或消失且作用于同一直线上.
经典力学的特点,是打破了绝对空间的概念,即在不同空间发生的事件是相对不同的,如运动车厢内静止的物体,相对在车厢外的人来说是运动的.但仍然认为时间是绝对不变的.
由伽利略和牛顿等人发展起来的力学表述方式着重分析位移,速度,加速度,力等矢量间的关系,又称为矢量力学,(有时牛顿力学这个词汇也用来单指矢量力学).它是工程和生活中最常用的,但并不是唯一的表述方式.拉格朗日(Lagrange)、哈密顿(Hamilton)、雅可比等发展了经典力学的新的表述形式,成为所谓分析力学(Analytic mechanics).分析力学所建立的框架成为现代物理的基础,如量子场论、广义相对论、量子引力等.微分几何的发展为它注入了新的生命力,成为现代经典力学的主要研究手段.
经典力学在日常经验范围内给出了精确的结果.现在,在接近光速的高速度或强大重力场的系统中,它被相对论力学取代;在小距离尺度系统中则被量子力学取代;在同时具有上述两种特性的系统中被相对论量子场论取代.但是,经典力学仍然非常有用.因为:
# 它比上述理论简单且易于应用.
# 它在很多场合近似正确.经典力学可用于描述人体尺寸物体的运动(例如陀螺(top)和棒球),很多天体(如行星和星系)的运动,以及一些微尺度物体(如有机分子).
虽然经典力学和其他“经典”理论(如经典电磁学和热力学)大致相容,在十九世纪末,还是有些只有现代物理才能解释的不一致性被发现.特别的,经电非相对论电动力学预言光速相对于以太是常数,这一预测和经典力学无法调和,并导致了狭义相对论的发展.当和经典热力学结合起来时,经典力学导出吉布斯佯谬(熵无定义)和紫外灾难(黑体发射无穷能量).为解决这些问题的努力导致了量子力学的发展.