力学通常被理解为在给定力的作用下研究物体的运动(或它们缺乏运动)
力学通常被理解为在给定力的作用下研究物体的运动(或它们缺乏运动)。经典力学有时被认为是应用数学的一个分支。它包括运动学,运动描述和动力学,研究力在产生运动或静态平衡中的作用(后者构成静力学科学)。20世纪的量子力学主题,对于处理物质的结构,亚原子粒子,超流体,超导性,中子星和其他主要现象至关重要,以及相对论力学,当速度接近光速时很重要,是本节后面将讨论的力学形式。

在经典力学中,定律最初是为点粒子制定的,其中物体的尺寸、形状和其他内在性质被忽略了。因此,在第一次近似中,即使是像地球和太阳这样大的物体也被视为点状物体——例如,在计算行星轨道运动时。在刚体动力学中,也考虑了物体的延伸及其质量分布,但它们被想象为不能变形。可变形固体的力学是弹性;流体静力学和流体动力学分别处理静止和运动中的流体。
艾萨克·牛顿提出的三个运动定律构成了经典力学的基础,同时认识到力是有向量(矢量)并相应地组合。第一定律,也称为惯性定律,指出除非受到外力的作用,否则静止的物体保持静止,或者如果运动,它继续以恒定的速度沿直线移动。因此,匀速运动不需要原因。因此,力学关注的不是运动本身,而是物体运动状态的变化,这种变化是由作用在物体上的净力引起的。牛顿第二定律将物体上的净力等同于其动量的变化率,后者是物体质量与其速度的乘积。牛顿第三定律,即作用和反作用定律,指出当两个粒子相互作用时,每个粒子施加在另一个粒子上的力大小相等,方向相反。综上所述,这些力学定律原则上允许确定一组粒子的未来运动,前提是它们的运动状态在某个时刻是已知的,以及从外部作用在它们之间和它们上的力。从经典力学定律的这种决定论性质中,过去已经得出了深刻的(可能是不正确的)哲学结论,甚至应用于人类历史。
力学定律位于物理学的最基本水平上,具有某些对称性,如上述作用力和反作用力之间的对称性所例证。其他对称性,例如在空间中进行的反射和旋转、时间反转或向空间的不同部分或不同时间时代的转换下的定律的不变性(即不变形式),既存在于经典力学中,也存在于相对论力学中,并且有一定的限制,也存在于量子力学中。该理论的对称性质可以证明具有数学结果的基本原理,称为守恒定律,它断言某些物理量的值在规定条件下的时间恒定性。守恒量是物理学中最重要的量;其中包括质量和能量(在相对论中,质量和能量是等价的并且一起守恒),动量,角动量和电荷。

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