Mecanica clasică este un domeniu de studiu care descrie mișcarea unui obiect ca urmare a masei sale și a forțelor care acționează asupra acestuia. Efectele au fost descrise pentru prima dată de Sir Isaac Newton în secolul al XVII-lea. Newton și-a bazat munca pe oameni de știință anteriori, printre care Galileo Galilei, Johannes Kepler și Christiaan Huygens. Toate teoriile din mecanica clasică se bazează pe sau derivă din teoriile lui Newton, motiv pentru care mecanica clasică este adesea denumită mecanică newtoniană.
Newton și-a introdus cele trei legi ale mișcării în cea mai faimoasă lucrare a sa, Principia Mathematica. Aceste legi descriu modul în care forțele afectează mișcarea unui corp. Prima lege spune că un corp va rămâne în repaus sau se va mișca cu viteză constantă atunci când forțele care acționează asupra lui sunt toate egale. A doua lege leagă accelerația unui corp de forțele care acționează asupra lui, iar a treia afirmă că pentru orice acțiune, există o reacție egală și opusă.
Comportarea gazelor și lichidelor, oscilația arcurilor și pendulelor au fost toate descrise folosind mecanica clasică. Newton însuși și-a folosit legile pentru a defini conceptul de gravitație și mișcarea planetelor în jurul soarelui. La rândul lor, aceste teorii au condus la lucruri precum Revoluția Industrială Europeană din secolul al XIX-lea și dezvoltarea tehnologiei prin satelit și călătoriile în spațiu în timpul secolului al XX-lea.
Există, totuși, limitări ale soluțiilor mecanice clasice. Sistemele care prezintă extreme de masă, viteză sau distanță se abate toate de la legile lui Newton. Modelul newtonian, de exemplu, nu poate explica de ce electronii prezintă atât proprietăți de undă, cât și de particule, de ce nimic nu poate călători cu viteza luminii sau de ce forța gravitațională dintre galaxii îndepărtate pare să acționeze instantaneu.
Au apărut două noi ramuri ale fizicii: mecanica cuantică și relativitatea. Mecanica cuantică, inițiată de Edwin Schroedinger, Max Planck și Werner Heisenberg, interpretează mișcările obiectelor foarte mici, cum ar fi atomii și electronii. Obiectele mari și îndepărtate, precum și obiectele care călătoresc cu viteza apropiată de viteza luminii sunt descrise de relativ, care a fost dezvoltat de Albert Einstein.
În ciuda acestor limitări, mecanica newtoniană are mai multe avantaje față de mecanica cuantică și relativ. Ambele domenii mai noi necesită cunoștințe de matematică avansată. În mod similar, științele cuantice și relativiste pot părea contraintuitive, deoarece descriu comportamente care nu pot fi observate sau experimentate.
Principiul incertitudinii Heisenberg, de exemplu, afirmă că este imposibil să cunoști atât viteza, cât și locația corpului. Un astfel de principiu este contrar experienței de zi cu zi. Matematica mecanicii newtoniene este mult mai puțin provocatoare și este folosită pentru a descrie mișcările corpurilor în viața de zi cu zi.