力學(xué)（mechanics）研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。自然物質(zhì)有很多層次，從宇宙體系，宏觀天體和常規(guī)天體，到微觀粒子、纖維、晶體，到微觀分子、原子、基本粒子。一般理解的力學(xué)側(cè)重于研究自然或人工的宏觀物體。
力學(xué)是一門獨(dú)立的基礎(chǔ)學(xué)科，與力有關(guān)、運(yùn)動和介質(zhì)（固體、液體、氣體和等離子體），宏、細(xì)、微觀力學(xué)的學(xué)科，主要研究機(jī)械運(yùn)動及其與物理學(xué)的相似性、化學(xué)、生物運(yùn)動耦合現(xiàn)象。力學(xué)既是一門基礎(chǔ)學(xué)科，也是一門技術(shù)學(xué)科。它研究能量和力以及它們與固體的關(guān)系、液體和氣體的平衡、變形或運(yùn)動之間的關(guān)系。力學(xué)可分為靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)，靜力學(xué)研究力的平衡或物體的靜態(tài)問題；運(yùn)動學(xué)只考慮物體如何運(yùn)動，不討論它與力的關(guān)系；動力學(xué)討論物體的運(yùn)動和它所受的力之間的關(guān)系。
現(xiàn)代機(jī)械實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如大型風(fēng)洞、輸水隧道的建立和使用本身就是一項(xiàng)綜合性的科技工程，需要多工種配合、多學(xué)科的協(xié)作。
目錄
發(fā)展簡史
機(jī)械知識起源于對自然現(xiàn)象的觀察和生產(chǎn)勞動中的經(jīng)驗(yàn)。人們在建筑、在灌溉和其他勞動中使用杠桿、斜面、水泵等儀器，逐漸積累了對平衡物體受力的認(rèn)識。古希臘的阿基米德最初奠定了靜力學(xué)的基礎(chǔ)，即平衡論。古代人還從對日、觀察月亮運(yùn)行和弓箭、在輪子的使用中，學(xué)習(xí)一些簡單的運(yùn)動規(guī)律，比如勻速運(yùn)動和轉(zhuǎn)動。但是，力與運(yùn)動的關(guān)系是在歐洲文藝復(fù)興之后才逐漸被認(rèn)識的。
從16世紀(jì)到17世紀(jì)，力學(xué)開始發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科、系統(tǒng)的學(xué)科。伽利略首先闡述了自由落體運(yùn)動定律，提出了加速度的概念，并在實(shí)驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上提出了解釋地面上物體和天體運(yùn)動的慣性定律。17世紀(jì)末，牛頓繼承和發(fā)展了前人的研究成果(尤其是開普勒 行星運(yùn)動的三大定律)提出了機(jī)械運(yùn)動的三個基本定律，使經(jīng)典力學(xué)形成了系統(tǒng)的理論。
根據(jù)牛頓 成功地解釋了萬有引力定律落體定律和行星在地球上的軌道。伽利略、牛頓奠定了動力學(xué)的基礎(chǔ)。在接下來的兩個世紀(jì)里，在眾多科學(xué)家的研究和推動下，它終于成為一門理論完善的經(jīng)典力學(xué)。從此，力學(xué)的研究對象從單一的自由質(zhì)點(diǎn)，變成了受約束的質(zhì)點(diǎn)和受約束的質(zhì)點(diǎn)系。這相位的標(biāo)志是D D 提出的阿朗貝爾原理朗伯和拉格朗日建立的分析力學(xué)。后來，歐拉進(jìn)一步應(yīng)用牛頓 的運(yùn)動定律推廣到剛體和理想流體的運(yùn)動方程，這被認(rèn)為是連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的開端。
運(yùn)動定律和物理性質(zhì)定律的結(jié)合，使得彈性固體力學(xué)的基礎(chǔ)理論和粘性流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論成為世界上的孿生兄弟，而在這方面做出貢獻(xiàn)的正是納維德、柯西、泊松、斯托克斯等人。隨著彈性力學(xué)和流體力學(xué)基本方程的建立，力學(xué)逐漸從物理學(xué)中分離出來，成為一門獨(dú)立的學(xué)科。從牛頓到漢密爾頓的理論體系構(gòu)成了物理學(xué)中的經(jīng)典力學(xué)。彈性和流體基本方程建立后，給定的方程一時難以求解，工程技術(shù)中的許多應(yīng)用力學(xué)問題必須用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的方法來解決。這使得19世紀(jì)下半葉，在材料力學(xué)中、結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)之間，以及水力學(xué)和流體力學(xué)之間，在風(fēng)格上一直存在著顯著的差異。
20世紀(jì)初，隨著新的數(shù)學(xué)理論和方法的出現(xiàn)，力學(xué)研究再次繁榮起來，許多新的理論被創(chuàng)立同時解決了一大批工程技術(shù)上的關(guān)鍵問題，如航空工程中的聲屏障航天工程中的熱障等。這個時候，先驅(qū)者是普朗特和卡門他們善于從力學(xué)研究中的復(fù)雜現(xiàn)象中理解事物的本質(zhì)，并能找到合適的數(shù)學(xué)方法解決問題，逐漸形成了一套獨(dú)特的方法。
自20世紀(jì)60年代以來，計(jì)算機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，力學(xué)在應(yīng)用和理論上都取得了新的進(jìn)展。中國力學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了一個特殊的過程。幾乎與古希臘同時，中國就有了相當(dāng)水平的關(guān)于平衡和簡單運(yùn)動形式的力學(xué)知識，但不同的是沒有像阿基米德那樣建立理論體系。到明末清初，中國在科學(xué)技術(shù)上明顯落后于歐洲。
科學(xué)原理
力學(xué)是研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。自然物質(zhì)有很多層次，從宇宙體系，宏觀天體和常規(guī)天體，到微觀粒子、纖維、晶體微觀分子、原子、基本粒子。
一般理解的力學(xué)側(cè)重于研究自然或人工的宏觀物體。但由于學(xué)科的相互滲透，有時也涉及到各個層面的對象和相關(guān)規(guī)律，無論是宇宙層面還是微觀層面。
力學(xué)又稱經(jīng)典力學(xué)，是一門研究正常大小的物體在受力情況下的變形以及速度遠(yuǎn)低于光速的運(yùn)動過程的自然科學(xué)。機(jī)械運(yùn)動是物質(zhì)在時間中運(yùn)動、空間位置的變化，包括運(yùn)動、轉(zhuǎn)動、流動、變形、振動、波動、擴(kuò)散等。平衡或靜止是一個特例。
物質(zhì)運(yùn)動的其他形式是熱運(yùn)動、電磁運(yùn)動、原子及其內(nèi)部運(yùn)動和化學(xué)運(yùn)動等。力是物質(zhì)之間的相互作用，機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)的變化就是由這種相互作用引起的。靜動狀態(tài)不變，意味著所有的力在某種意義上都是平衡的因此，力學(xué)可以說是力的總和(機(jī)械)運(yùn)動的科學(xué)。
力學(xué)在中文里的意思是力的科學(xué)。漢語“力”這個詞最初的意思是手臂用力，后來它包含了其他含義，但它與機(jī)械或運(yùn)動沒有直接關(guān)系。力學(xué)”英語中的 quot機(jī)械與工程quot是 quot機(jī)械與工程quot(源自希臘語μ η χ α ν η ──機(jī)械)在英語中，mechanics是一個多義詞，可以解釋為“力學(xué)”，也可釋作“機(jī)械學(xué)”結(jié)構(gòu)”等。
在其他歐洲語言中，這個詞的詞源和語義與英語相同。漢語中沒有對應(yīng)的多義詞。20世紀(jì)50年代力學(xué)作為研究力量的學(xué)科術(shù)語引入中國時，被翻譯成英文“重學(xué)”，后來改譯作“力學(xué)”，一直使用至今。
力學(xué)的”和“機(jī)械的”在英語里和機(jī)械一樣，而在現(xiàn)代漢語里，“機(jī)械的”又可理解為“刻板的”這種不同語言詞義范圍的差異，有時會造成國際學(xué)術(shù)交流的波折。例如機(jī)械的(mechanical)其實(shí)自然觀指的是用力學(xué)解釋自然觀，而英語機(jī)械論者指的是力學(xué)，不是力學(xué)。
學(xué)科分類
力學(xué)可粗分為靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)三部分，靜力學(xué)研究力的平衡或物體的靜止問題；運(yùn)動學(xué)只考慮物體怎樣運(yùn)動，不討論它與所受力的關(guān)系；動力學(xué)討論物體運(yùn)動和所受力的關(guān)系。力學(xué)也可按所研究對象區(qū)分為固體力學(xué)、流體力學(xué)和一般力學(xué)三個分支。根據(jù)研究對象具體的形態(tài)、研究方法、研究目的的不同，固體力學(xué)可以分為理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、板殼力學(xué)、塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)、機(jī)械振動、聲學(xué)、計(jì)算力學(xué)、有限元分析等等，流體力學(xué)包含 流體靜力學(xué) 、流體動力學(xué)等等。根據(jù)針對對象所建立的模型不同，力學(xué)也可以分為質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)和連續(xù)介質(zhì)力學(xué)。連續(xù)介質(zhì)通常分為固體和流體，固體包括彈性體和塑性體。固體力學(xué)和流體力學(xué)從力學(xué)分出后，余下的部分組成一般力學(xué)。
一般力學(xué)通常是指以質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、剛體、剛體系為研究對象的力學(xué)，有時還把抽象的動力學(xué)系統(tǒng)也作為研究對象。一般力學(xué)除了研究離散系統(tǒng)的基本力學(xué)規(guī)律外，還研究某些與現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)的新興學(xué)科的理論。
一般力學(xué)、固體力學(xué)和流體力學(xué)這三個主要分支在發(fā)展過程中，又因?qū)ο蠡蚰Ｐ偷牟煌霈F(xiàn)了一些分支學(xué)科和研究領(lǐng)域。屬于一般力學(xué)的有理論力學(xué)(狹義的)、分析力學(xué)、 外彈道學(xué) 、振動理論、 剛體動力學(xué) 、 陀螺力學(xué) 、運(yùn)動穩(wěn)定性等；屬于固體力學(xué)的有材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)等；流體力學(xué)是由早期的水力學(xué)和水動力學(xué)這兩個風(fēng)格迥異的分支匯合而成，到了21世紀(jì)則有空氣動力學(xué)、 氣體動力學(xué) 、 多相流體力學(xué) 、滲流力學(xué)、 非牛頓流體力學(xué) 等分支。各分支學(xué)科間的交叉結(jié)果又產(chǎn)生 粘彈性理論 、流變學(xué)、 氣動彈性力學(xué) 等。
力學(xué)也可按研究時所采用的主要手段區(qū)分為三個方面：理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值計(jì)算。實(shí)驗(yàn)力學(xué)包括實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析、 水動力學(xué)實(shí)驗(yàn) 和 空氣動力實(shí)驗(yàn) 等。著重用數(shù)值計(jì)算手段的計(jì)算力學(xué)，是廣泛使用電子計(jì)算機(jī)后才出現(xiàn)的，其中有計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)等。對一個具體的力學(xué)課題或研究項(xiàng)目，往往需要理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算這三方面的相互配合。力學(xué)在工程技術(shù)方面的應(yīng)用結(jié)果形成工程力學(xué)或應(yīng)用力學(xué)的各種分支，諸如土力學(xué)、巖石力學(xué)、 爆炸力學(xué) 復(fù)合材料力學(xué)、 工業(yè)空氣動力學(xué) 、環(huán)境空氣動力學(xué)等。力學(xué)和其他基礎(chǔ)科學(xué)的結(jié)合也產(chǎn)生一些交叉性的分支，最早的是和天文學(xué)結(jié)合產(chǎn)生的天體力學(xué)。
在20世紀(jì)特別是60年代以來，出現(xiàn)更多的這類交叉分支，其中有物理力學(xué)、化學(xué)流體動力學(xué)、 等離子體動力學(xué) 、 電流體動力學(xué) 、 磁流體力學(xué) 、 熱彈性力學(xué) 、理性力學(xué)、生物力學(xué)、 生物流變學(xué) 、地質(zhì)力學(xué)、地球動力學(xué)、地球 構(gòu)造動力學(xué) 、地球流體力學(xué)等。
20世紀(jì)以來，力學(xué)有了很大的發(fā)展，創(chuàng)立了一系列重要的新概念、新理論和新方法。力學(xué)與其它學(xué)科的交叉和融合日顯突出，形成了許多力學(xué)交叉學(xué)科：力學(xué)與物理學(xué)的交叉形成了物理力學(xué)，與生命科學(xué)的交叉形成了生物力學(xué)，與環(huán)境科學(xué)和地學(xué)的交叉形成了環(huán)境力學(xué)，以及爆炸力學(xué)、等離子體力學(xué)等都形成了力學(xué)的新的學(xué)科生長點(diǎn)，不斷地豐富著力學(xué)的研究內(nèi)容和方法，并使力學(xué)學(xué)科始終保持著旺盛的生命力。同時，人類社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的更高需求將不斷促進(jìn)力學(xué)與其他學(xué)科的交叉，促進(jìn)力學(xué)交叉學(xué)科發(fā)展到一個嶄新的階段。
主要理論
1．物體運(yùn)動三定律。2．達(dá)朗貝爾原理3．分析力學(xué)理論4 . 連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論5．彈性固體力學(xué)基本理論6．粘性流體力學(xué)基本理論
研究方法
力學(xué)研究方法遵循認(rèn)識論的基本法則：實(shí)踐——理論——實(shí)踐。力學(xué)家們根據(jù)對自然現(xiàn)象的觀察，特別是定量觀測的結(jié)果，根據(jù)生產(chǎn)過程中積累的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，或者根據(jù)為特定目的而設(shè)計(jì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提煉出量與量之間的定性的或數(shù)量的關(guān)系。
為了使這種關(guān)系反映事物的本質(zhì)，力學(xué)家要善于抓住起主要作用的因素，撇棄或暫時撇棄一些次要因素。力學(xué)中把這種過程稱為建立模型。質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、剛體、彈性固體、粘性流體、連續(xù)介質(zhì)等是各種不同的模型。在模型的基礎(chǔ)上可以運(yùn)用已知的力學(xué)或物理學(xué)的規(guī)律，以及合適的數(shù)學(xué)工具，進(jìn)行理論上的演繹工作，導(dǎo)出新的結(jié)論。依據(jù)所得理論建立的模型是否合理，有待于新的觀測、工程實(shí)踐或者科學(xué)實(shí)驗(yàn)等加以驗(yàn)證。在理論演繹中，為了使理論具有更高的概括性和更廣泛的適用性，往往采用一些無量綱參數(shù)如 雷諾數(shù) 、 馬赫數(shù) 、 泊松比 等。這些參數(shù)既反映物理本質(zhì)，又是單純的數(shù)字，不受尺寸、單位制、工程性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)裝置類型的牽制。
力學(xué)研究工作方式是多樣的：有些只是純數(shù)學(xué)的推理，甚至著眼于理論體系在邏輯上的完善化；有些著重?cái)?shù)值方法和近似計(jì)算；有些著重實(shí)驗(yàn)技術(shù)等等。而更大量的則是著重在運(yùn)用現(xiàn)有力學(xué)知識，解決工程技術(shù)中或探索自然界奧秘中提出的具體問題。
現(xiàn)代的力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，諸如大型的風(fēng)洞、水洞，它們的建立和使用本身就是一個綜合性的科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目，需要多工種、多學(xué)科的協(xié)作。應(yīng)用研究更需要對應(yīng)用對象的工藝過程、材料性質(zhì)、技術(shù)關(guān)鍵等有清楚的了解。在力學(xué)研究中既有細(xì)致的、獨(dú)立的分工，又有綜合的、全面的協(xié)作。
應(yīng)用領(lǐng)域
力學(xué)是物理學(xué)、天文學(xué)和許多工程學(xué)的基礎(chǔ)，機(jī)械、建筑、航天器和船艦等的合理設(shè)計(jì)都必須以經(jīng)典力學(xué)為基本依據(jù)。機(jī)械運(yùn)動是物質(zhì)運(yùn)動的最基本的形式。機(jī)械運(yùn)動亦即力學(xué)運(yùn)動。
在力學(xué)理論的指導(dǎo)或支持下取得的工程技術(shù)成就不勝枚舉。最突出的有：以人類 登月 、建立 空間站 、 航天飛機(jī) 等為代表的航天技術(shù)；以速度超過5倍聲速的 軍用飛機(jī) 、起飛重量超過300t、尺寸達(dá)大半個足球場的民航機(jī)為代表的航空技術(shù)；以單機(jī)功率達(dá)百萬千瓦的 汽輪機(jī) 組為代表的機(jī)械工業(yè)，可以在大風(fēng)浪下安全作業(yè)的單臺價值超過10億美元的 海上采油平臺 ；以排水量達(dá)5×10?t的超大型運(yùn)輸船和 航速 可達(dá)30多節(jié)、深潛達(dá)幾百米的潛艇為代表的船舶工業(yè)；可以安全運(yùn)行的 原子能反應(yīng)堆 ；在地震多發(fā)區(qū)建造高層建筑；正在陸上運(yùn)輸中起著越來越重要作用的高速列車，等等，甚至如兩彈引爆的核心技術(shù)，也都是典型的力學(xué)問題。
力學(xué)發(fā)展到今天已經(jīng)構(gòu)建成了宏偉的大廈，能夠解決我們生存空間內(nèi)的許多問題，但也有解釋和解決不了的問題，需要繼續(xù)探索，為其添磚加瓦，使其更完善。
重要著作
《 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 》（又譯《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》，拉丁文：Philosophiae Naturalis Principia Mathematica），是英國偉大的科學(xué)家 艾薩克·牛頓 的代表作。成書于1687年。《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是 第一次科學(xué)革命 的集大成之作，被認(rèn)為是古往今來最偉大的科學(xué)著作，它在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)和哲學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響。在寫作方式上，牛頓遵循古希臘的公理化模式，從定義、定律（公理）出發(fā)，導(dǎo)出命題；對具體的問題（如月球的運(yùn)動），他把從理論導(dǎo)出的結(jié)果和觀察結(jié)果相比較。全書共分五部分，首先“定義”，這一部分給出了 物質(zhì)的量 、時間、空間、向心力等的定義。
第二部分是“公理或運(yùn)動的定律”，包括著名的運(yùn)動三定律。接下來的內(nèi)容分為三卷。前兩卷的標(biāo)題一樣，都是“論物體的運(yùn)動”。第一卷研究在無阻力的自由空間中物體的運(yùn)動，許多命題涉及已知力解定受力物體的運(yùn)動狀態(tài)（軌道、速度、運(yùn)動時間等），以及由物體的運(yùn)動狀態(tài)確定所受的力。第二卷研究在阻力給定的情況下物體的運(yùn)動、流體力學(xué)以及 波動理論 。壓卷之作的第三卷是標(biāo)題是“論宇宙的系統(tǒng)”。由第一卷的結(jié)果及天文觀測牛頓導(dǎo)出了萬有引力定律，并由此研究地球的形狀，解釋海洋的潮汐，探究月球的運(yùn)動，確定彗星的軌道。本卷中的“研究哲學(xué)的規(guī)則”及“總釋”對哲學(xué)和神學(xué)影響很大。
著名人物
阿基米德
古希臘的阿基米德對 杠桿平衡 、物體重心位置、物體在水中受到的 浮力 等作了系統(tǒng)研究，確定它們的基本規(guī)律，初步奠定了靜力學(xué)即平衡理論的基礎(chǔ)。 伽利略伽利雷 伽利略
伽利略在實(shí)驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上，最早闡明自由落體運(yùn)動的規(guī)律，間接證明了自由落體運(yùn)動是 勻變速直線運(yùn)動 ，提出加速度的概念。 艾薩克牛頓 牛頓繼承和發(fā)展前人的研究成果(特別是開普勒行星運(yùn)動三定律)，提出物體運(yùn)動三定律。（牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律）
愛因斯坦
阿爾伯特·愛因斯坦
《相對論》的創(chuàng)建人，對 牛頓力學(xué) 的諸多問題進(jìn)行整改、修復(fù)和完善，開啟了物理學(xué)的新紀(jì)元。
