Mecanica newtoniană este studiul relației cauzale, în lumea naturală, dintre forță, masă și mișcare. Filosoful naturii și om de știință din secolul al XVII-lea Isaac Newton a dezvoltat un set de principii universale, elegante prin simplitatea lor, pentru a ajuta la explicarea și prezicerea mișcării obiectelor din lumea naturală și a gradului în care aceste obiecte își schimbă mișcarea relativă prin interacțiunea cu forțele externe. . Newton a întruchipat interrelația dintre conceptele fizice de forță, masă și accelerație în cele trei legi ale mișcării sale. Capacitatea acestor mecanici de a descrie cu acuratețe fenomenul natural sub observație derivă din aplicarea acestor legi distincte de mișcare.
Prima lege a mișcării susține că un corp în mișcare tinde să rămână în mișcare, iar un corp în repaus tinde să rămână în repaus. Acest principiu explică conceptul de inerție, și anume aplicarea forței care este necesară pentru deplasarea unui obiect staționar. În mod similar, decelerația unui corp, care se mișcă altfel cu o viteză constantă, poate avea loc numai atunci când o forță exterioară acționează asupra lui. De exemplu, un glonț tras dintr-o pușcă și-ar continua mișcarea într-o anumită direcție perpetuă, dacă nu ar fi forțele simultane de gravitație și rezistența aerului din atmosferă. Aceste forțe acționează împreună asupra glonțului pentru a-l determina să se oprească la o anumită distanță de locul în care a fost tras inițial.
A doua lege a mișcării a lui Newton este o formulă matematică sau cantitativă care descrie natura inerentă a forței. Newton a postulat că cantitatea de forță exercitată este direct proporțională cu masa unui corp, înmulțită cu accelerația acestuia, sau f=ma. Dacă două corpuri distincte se mișcă cu o accelerație constantă, obiectul cu masa mai mare va produce o forță mai mare. Acest principiu poate fi ilustrat prin exemplul unui automobil și al unei locomotive care se deplasează unul spre celălalt cu o viteză egală. Când cele două obiecte se ciocnesc, forța exercitată asupra automobilului va fi mult mai mare datorită masei mult mai mari a locomotivei.
A treia lege a mișcării poate fi rezumată cu afirmația pentru fiecare acțiune, există o reacție egală și opusă. Cu alte cuvinte, forțele a două corpuri care acționează unul asupra celuilalt sunt întotdeauna egale și direct opuse. De exemplu, forța pe care o exercită o minge de baseball asupra unei bâte este egală și opusă forței pe care o exercită bâta asupra mingii de baseball.
Mecanica newtoniană oferă instrumente analitice pe care un observator le poate folosi pentru a prezice cu exactitate schimbările în mișcarea unui corp care rezultă din forțele externe care acționează asupra acestuia. Aceste principii sunt în egală măsură aplicabile mișcării obiectelor cerești mari sau mișcării unei mingi de tenis simple. Folosind vectori pentru a descrie mărimea și direcția unui corp în mișcare, precum și modul în care forțele externe impactează acel corp, un observator poate prezice cu precizie viteza rezultată netă și direcția unui corp – care este suma tuturor forțe externe care acționează asupra acelui corp la un moment dat în timp.