La meccanica classica è un campo di studio che descrive il movimento di un oggetto come risultato della sua massa e delle forze che agiscono su di esso. Gli effetti furono descritti per la prima volta da Sir Isaac Newton nel XVII secolo. Newton ha basato il suo lavoro su scienziati precedenti, tra cui Galileo Galilei, Johannes Kepler e Christiaan Huygens. Tutte le teorie della meccanica classica sono basate o derivate dalle teorie di Newton, motivo per cui la meccanica classica viene spesso definita meccanica newtoniana.
Newton introdusse le sue tre leggi del moto nella sua opera più famosa, Principia Mathematica. Queste leggi descrivono come le forze influenzano il movimento di un corpo. La prima legge afferma che un corpo rimarrà fermo o si muoverà a velocità costante quando le forze che agiscono su di esso sono tutte uguali. La seconda legge mette in relazione l’accelerazione di un corpo con le forze che agiscono su di esso, e la terza afferma che per ogni azione c’è una reazione uguale e contraria.
Il comportamento di gas e liquidi, l’oscillazione di molle e pendoli sono stati descritti utilizzando la meccanica classica. Lo stesso Newton usò le sue leggi per definire il concetto di gravità e il moto dei pianeti intorno al sole. A loro volta, queste teorie hanno portato a cose come la rivoluzione industriale europea del XIX secolo e lo sviluppo della tecnologia satellitare e dei viaggi nello spazio durante il XX secolo.
Ci sono, tuttavia, limitazioni alle soluzioni della meccanica classica. I sistemi caratterizzati da estremi di massa, velocità o distanza deviano tutti dalle leggi di Newton. Il modello newtoniano, ad esempio, non può spiegare perché gli elettroni mostrino proprietà sia ondulatorie che particellari, perché nulla può viaggiare alla velocità della luce o perché la forza di gravità tra galassie lontane sembra agire istantaneamente.
Sono emersi due nuovi rami della fisica: la meccanica quantistica e la relatività. La meccanica quantistica, introdotta da Edwin Schroedinger, Max Planck e Werner Heisenberg, interpreta i movimenti di oggetti molto piccoli, come atomi ed elettroni. Gli oggetti grandi e distanti così come gli oggetti che viaggiano a una velocità prossima alla luce sono descritti da relativamente, che è stato sviluppato da Albert Einstein.
Nonostante queste limitazioni, la meccanica newtoniana ha diversi vantaggi rispetto alla meccanica quantistica e relativamente. Entrambi i campi più recenti richiedono la conoscenza della matematica avanzata. Allo stesso modo, le scienze quantistiche e relativistiche possono sembrare controintuitive perché descrivono comportamenti che non possono essere osservati o sperimentati.
Il Principio di Indeterminazione di Heisenberg, ad esempio, afferma che è impossibile conoscere sia la velocità che la posizione del corpo. Tale principio è contrario all’esperienza quotidiana. La matematica della meccanica newtoniana è molto meno impegnativa e viene utilizzata per descrivere i movimenti dei corpi nella vita quotidiana.